WO2019045226A1 - 유동 발생장치 - Google Patents

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김용민
박동률
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 유동 발생장치는, 상측 공기를 흡입하여 제 1 기류를 생성시키는 상부팬, 상기 상부팬을 하측에서 수용하며, 상기 흡입된 상측 공기가 배출되는 제 1 토출부를 구비하는 상부팬 하우징, 하측 공기를 흡입하여 제 2 기류를 생성시키는 하부팬, 상기 하부팬을 상측에서 수용하며, 상기 흡입된 하측 공기가 배출되는 제 2 토출부를 구비하는 하부팬 하우징, 상기 상부팬과 하부팬 사이에 위치하며, 상기 제 1 기류 및 제 2 기류가 합쳐진 제 3 기류의 발생을 가이드하는 에어가이드 및 상기 하부팬 또는 상부팬의 회전 속도를 제어하여 상기 제 3 기류의 토출방향을 조절하는 제어부를 포함하며, 상기 제 1 토출부는 상기 유동 가이드부를 기준으로 상기 제 2 토출부와 마주보도록 배치되는 것을 특징으로 한다.

Description

유동 발생장치
본 발명의 실시예는 유동 발생장치에 관한 것이다.
일반적으로 유동 발생장치란, 팬을 구동하여 공기 유동을 발생시키고, 발생된 공기유동을 사용자가 원하는 위치로 송풍하는 장치로 이해된다. 보통 "선풍기"라 이름한다. 이러한 유동 발생장치는 주로 가정이나 사무실과 같은 실내공간에 배치되어, 여름과 같이 더운 날씨에 사용자에게 시원함과 쾌적감을 제공하기 위하여 사용될 수 있다.
이러한 유동 발생장치와 관련하여, 종래에는 아래와 같은 선행문헌의 기술이 제안되었다.
[선행문헌 1]
1. 공개번호 (공개일자) : 10-2012-0049182 (2012년 5월 16일)
2. 발명의 명칭 : 축류팬
[선행문헌 2]
1. 공개번호(공개일자) : 10-2008-0087365 (2008년 10월 1일)
2. 발명의 명칭 : 선풍기
상기 선행문헌 1,2에 따른 장치에는, 지면에 놓여지는 지지대와, 상기 지지대로부터 상방으로 연장되는 레그 및 상기 레그의 상측에 결합되는 팬이 포함된다. 상기 팬은 축류팬으로 구성된다. 상기 팬이 구동하면, 장치의 후방으로부터 팬을 향하여 공기가 흡입되며, 흡입된 공기는 상기 팬을 통과하여 장치의 전방으로 토출된다.
선행문헌 1,2에 의하면, 상기 팬은 외부에 노출된다. 선행문헌 2에 따른 장치에는, 안전상의 이유로 팬의 외측을 둘러싸는 안전커버가 포함되나, 사용자의 손가락이 안전커버를 통과하여 팬에 닿을 우려가 여전히 존재한다. 그리고, 장치가 놓여지는 공간에 먼지량이 많은 경우, 먼지가 상기 안전커버를 통과하여 팬에 쌓이게 되어 장치가 쉽게 더러워지는 문제가 발생한다.
또한, 선행문헌 1,2에 따른 장치에 의하면, 단순히 공기유동을 발생시켜 사용자에게 공급하는 점에서, 오염도가 높은 공간에서 장치의 사용이 이루어지는 경우, 오히려 사용자의 건강을 해칠 수 있게 된다.
그리고, 겨울과 같이 설치공간의 온도가 다소 낮은 환경에서, 선행문헌 1,2에 따른 장치의 사용은 필요하지 않게 되어 다음 년도의 여름까지 해당 장치를 보관해야 한다. 따라서, 장치의 활용성이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명의 실시예는 상기한 문제점을 해결하기 위하여, 조화 또는 정화된 공기를 토출할 수 있는 유동 발생장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 상기 상부 모듈과 하부 모듈에서 처리된 공기가 토출되면서 합쳐질 수 있는 유동 발생장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 팬이 외부에 노출되지 않는 유동 발생장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 상부 및 하부에서 각각 흡입된 공기가 중앙부를 통하여 함께 토출될 수 있는 유동 발생장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 상부모듈과 하부모듈을 통하여 각각 토출되는 공기가 반경방향으로 용이하게 토출될 수 있는 유동 발생장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 상부모듈과 하부모듈이 함께 회전하여, 다양한 방향으로 공기의 토출이 이루어질 수 있는 유동 발생장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 사용자가 상방 또는 하방으로 공기를 토출하기 위해 본체를 수동으로 조절할 필요 없이, 제어부를 통해 상부 또는 하부 팬모터의 회전수를 조절함으로써, 제3 기류의 상하방향을 조절할 수 있는 유동 발생장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 상하 방향으로 공기가 왕복하여 토출되는 유동 발생장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 내부의 공기를 유동시키는 팬이 외부에 노출되는 면적을 최소화함에 따라, 팬에 먼지가 쌓이지 않고 미관상 깔끔한 유동 발생장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 종래 축류팬으로 제공되는 자연풍 모드에서 공기의 유동을 강제하는 인위적인 요인으로 인하여 사용자가 자연적인 바람과 거리가 먼 인공적인 기류를 느끼게 되는 문제를 해결하기 위한 유동 발생장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 종래 선풍기가 제공하는 자연풍 모드가 토출 기류를 변동시키기 위해 기기 자체의 회전 및 블레이드 회전 수(RPM) 변경을 필수적으로 수행하는 단점을 개선하기 위한 유동 발생장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 자연풍 모드에서 사용자에게 이질감을 주는 인공적인 기류 생성 문제를 해결할 수 있는 유동 발생장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 자연적인 바람의 특징이 반영되어 사용자에게 제공할 수 있는 유동 발생장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적으로 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 유동 발생장치는, 상측 공기를 흡입하여 제 1 기류를 생성시키는 상부팬, 상기 상부팬을 하측에서 수용하며, 상기 흡입된 상측 공기가 배출되는 제 1 토출부를 구비하는 상부팬 하우징, 하측 공기를 흡입하여 제 2 기류를 생성시키는 하부팬, 상기 하부팬을 상측에서 수용하며, 상기 흡입된 하측 공기가 배출되는 제 2 토출부를 구비하는 하부팬 하우징, 상기 상부팬과 하부팬 사이에 위치하며, 상기 제 1 기류 및 제 2 기류가 합쳐진 제 3 기류의 발생을 가이드하는 에어가이드 및 상기 하부팬 또는 상부팬의 회전 속도를 제어하여 상기 제 3 기류의 토출방향을 조절하는 제어부를 포함하며, 상기 제 1 토출부는 상기 유동 가이드부를 기준으로 상기 제 2 토출부와 마주보도록 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 제 2 토출부를 통과하는 공기의 유량이 상기 제 1 토출부를 통과하는 공기의 유량보다 크도록 상기 하부팬 또는 상부팬의 회전속도를 제어하여, 상기 에어가이드의 상측으로 상기 제 3 기류가 향하도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 제 1 토출부를 통과하는 공기의 유량이 상기 제 2 토출부를 통과하는 공기의 유량보다 크도록 상기 하부팬 또는 상부팬의 회전속도를 제어하여, 상기 에어가이드의 하측으로 상기 제 3 기류가 향하도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 하부팬 하우징의 하측에 위치하는 오리피스 및 상기 오리피스에 설치되어 구동력을 제공하는 회전모터를 더 포함하며, 상기 제 1 토출부 및 상기 제 2 토출부는 상기 회전모터의 구동에 의해 회전 가능한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상부팬에 연결된 상부모터 및 상기 하부팬에 연결된 하부모터를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 상부모터 또는 상기 하부모터의 회전수를 제어하여 상기 제 3 기류의 상하 토출방향을 조절할 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 상부모터의 회전수를 제 1 설정범위 내에서 일정 속도로 증감시킬 수 있으며, 상기 하부모터의 회전수를 제 2 설정범위 내에서 일정 속도로 증감시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 상부모터의 회전수와 상기 하부모터의 회전수를 서로 반비례하게 증감시켜, 상기 제 3 기류가 상기 에어가이드의 상하 방향으로 왕복하며 토출되도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상부팬하우징은 상기 상부팬 외주면의 적어도 어느 일부분과 이격 배치되어 제 1 팬유로를 형성하는 제 1 가이드 벽을 포함하고, 상기 하부팬 하우징은 상기 하부 팬 외주면의 적어도 어느 일부분과 이격 배치되어 제 2 팬유로를 형성하는 제 2 가이드 벽을 포함한다.
또한, 상기 제 1 가이드 벽 및 제 2 가이드 벽은, 일측 하단부로부터 경사지게 연장되는 경사부를 포함하고, 상기 제 1 팬유로 및 제 2 팬유로는 축방향으로 유입된 공기를 원주방향으로 유동하도록 가이드하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제 1 팬유로 및 제 2 팬유로의 단면적은 공기의 회전방향을 따라 점진적으로 커지는 것을 특징으로 한다.
또한, 제 1 토출부를 통과하는 공기와 제 2 토출부를 통과하는 공기가 에어가이드를 거쳐 상호 충돌 또는 혼합되어 사용자에게 제공되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상부팬 및 하부팬의 회전수(RPM) 변경만으로 기류속도 및 기류분포를 변동시켜 사용자에게 입체적이고 자연적인 토출 기류를 제공할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 제 1 모듈과 제 2 모듈에 각각 구비되는 팬의 구동에 의하여, 공기 유동이 발생될 수 있으므로, 사용자에게 공급되는 공기 토출량이 증대될 수 있다.
본 발명에 의하면, 제 1,2 모듈의 상부 및 하부에서 각각 공기의 흡입이 이루어져 송풍용량이 증가할 수 있다.
본 발명에 의하면, 유동발생 장치의 상부 및 하부에서 각각 흡입된 공기가 중앙부를 통하여 함께 토출될 수 있으므로, 토출되는 공기의 집중성이 증가되고 이에 따라 사용자에게 공급되는 공기의 양이 증가될 수 있다.
본 발명에 의하면, 팬을 통과하면서 원주방향으로 회전하는 공기는 상기 에어가이드 장치에 의하여 반경방향으로 용이하게 토출될 수 있으므로, 토출되는 공기의 집중을 꾀할 수 있다.
본 발명에 의하면, 제 1,2 모듈이 회전하면서 공기를 토출할 수 있으므로, 다양한 방향으로 공기의 토출이 이루어질 수 있다.
본 발명에 의하면, 상기 구동장치에는 모터 및 동력전달 장치가 포함되고 상기 제 1,2 모듈은 서로 결합되어 제 1,2 모듈이 함께 회전할 수 있으므로, 간단한 구조에 의하여 유동 조절장치의 회전운전을 구현할 수 있다.
본 발명에 의하면, 제어부를 통해 상부 또는 하부 팬모터의 회전수를 조절함으로써, 토출되는 공기의 상하방향을 간편하게 조절할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 의하면, 사용자는 토출되는 공기가 상하방향으로 왕복하여 토출될 수 있도록 함으로써, 유동 발생장치가 설치된 내부 공간의 공기를 효율적으로 환기 또는 송풍할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 의하면, 유동 발생장치 내부의 팬에 먼지가 쌓이지 않고, 미관이 깔끔한 효과가 있다.
본 발명에 의하면, 자연 바람의 특징이 반영된 자연풍이 제공되므로 사용자의 쾌적감이 향상되는 장점이 있다.
본 발명에 의하면, 종래 토출 공기의 유동 방향을 강제하기 위한 인위적 요인을 감소시킬 수 있으므로 자연에 가까운 바람을 제공할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 의하면, 자연풍 제공을 위해 기기 자체의 회전이 불필요하므로 전력소비가 상대적으로 감소되는 장점이 있다.
본 발명에 의하면, 사용자의 신체에 토출 기류가 맞닿는 부위가 달라지는 것을 사용자가 체감할 수 있으므로 사용자의 만족감 및 제품의 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유동 발생장치의 구성을 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1의 II-II'를 따라 절개한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 상부모듈과 하부모듈의 구성을 보여주는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 상부모듈의 구성을 보여주는 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 상부팬 하우징과 상부 팬의 구성을 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 상부팬 하우징의 구성을 보여주는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 상부팬 하우징의 구성을 보여주는 저면 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 하부모듈의 구성을 보여주는 분해 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 하부팬 하우징과 하부 팬의 구성을 보여주는 도면이다.
도 10은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 하부팬 하우징의 구성을 보여주는 사시도이다.
도 11은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 하부팬 하우징의 구성을 보여주는 저면 사시도이다.
도 12는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 상부 오리피스와 하부 팬의 구성을 보여주는 사시도이다.
도 13은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 상부 오리피스와 하부 팬의 구성을 보여주는 저면 사시도이다.
도 14는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 상부 오리피스에 회전 모터가 설치된 모습을 보여주는 사시도이다.
도 15는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 히터 어셈블리의 구성을 보여주는 사시도이다.
도 16은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 히터 어셈블리의 구성을 보여주는 분해 사시도이다.
도 17은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 회전 모터 및 동력전달 장치의 구성을 보여주는 단면도이다.
도 18은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 하부 팬과 제 2 지지부의 구성을 보여주는 단면도이다.
도 19 및 도 20은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 상부모듈에서 팬을 통과한 공기가 배출되는 모습을 보여주는 도면이다.
도 21 및 도 22는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 하부모듈에서 팬을 통과한 공기가 배출되는 모습을 보여주는 도면이다.
도 23은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 상부모듈 및 하부모듈에서 배출되는 공기의 유동모습을 보여주는 도면이다.
도 24는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유동 발생장치의 고정되는 부분(F)과, 회전되는 부분(R)을 보여주는 단면도이다.
도 25는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유동 발생장치의 제어부 연결을 도시한 블럭도이다.
도 26은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유동 발생장치의 상방운전 동작을 도시한 도면이다.
도 27은 본 발명의 실시에에 따른 유동 발생장치의 하방운전 동작을 도시한 도면이다.
도 28은 본 발명의 실시예에 따른 유동 발생장치의 왕복운전 동작을 도시한 도면이다.
도 29는 본 발명의 실시예에 따른 유동 발생장치의 제 1 왕복운전 동작을 도시한 도면이다.
도 30은 본 발명의 실시예에 따른 유동 발생장치의 제 2 왕복운전 동작을 도시한 도면이다.
도 31은 본 발명의 실시예에 따른 유동 발생장치의 자연풍 생성 제어 방법을 도시한 플로우 차트이다.
도 32은 본 발명의 실시예에 따른 유동 발생장치의 자연풍을 생성하기 위한 타겟 그래프를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 33은 본 발명의 실시예에 따른 유동 발생장치의 상부팬 및 하부팬의 회전수(RPM)에 따라 기류분포를 보여주는 실험 그래프이다.
도 34는 본 발명의 실시예에 따른 유동 발생장치의 기류속도를 사용자의 좌우 길이 및 높이를 기준으로 측정한 3D 실험 그래프이다.
도 35는 본 발명의 실시예에 따른 유동 발생장치의 자연풍을 생성하기 위한 상하 알피엠(RPM) 시퀀스를 예시적으로 보여주는 그래프이다.
도 36은 본 발명의 실시예에 따른 유동 발생장치의 자연풍과 실제 기준이 되는 자연 바람의 시간 대비 풍속 변화를 비교하는 실험 그래프이다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해 질 것이다. 여기서 설명되는 실시예는 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 또한, 발명의 이해를 돕기 위하여, 첨부된 도면은 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.
(제 1 실시예)
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유동 발생장치의 구성을 보여주는 사시도이고, 도 2는 도 1의 I-I'를 따라 절개한 단면도이다.
[본체]
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유동 발생장치(10)에는, 공기를 흡입하는 흡입부(21,23) 및 공기를 토출하는 토출부(25,27)가 구비되는 본체(20)가 포함된다.
[제 1,2 흡입부]
상기 흡입부(21,23)에는, 상기 본체(20)의 상부에 구비되는 제 1 흡입부(21) 및 상기 본체(20)의 하부에 구비되는 제 2 흡입부(23)가 포함된다. 상기 제 1 흡입부(21)를 통하여 흡입된 공기는 하방으로 유동하여 상기 본체(21)의 중앙부로 토출될 수 있다. 그리고, 상기 제 2 흡입부(23)를 통하여 흡입된 공기는 상방으로 유동하여 상기 본체(21)의 중앙부로 토출될 수 있다. 상기 본체(21)의 "중앙부"라 함은, 상기 본체(21)의 상하 방향을 기준으로 중앙부를 의미할 수 있다.
[제 1,2 토출부]
상기 토출부(25,27)는 상기 본체(20)의 중앙부에 배치될 수 있다. 상기 토출부(25,27)에는, 상기 제 1 흡입부(21)에서 흡입된 공기가 토출되는 제 1 토출부(25) 및 상기 제 2 흡입부(23)에서 흡입된 공기가 토출되는 제 2 토출부(27)가 포함된다. 상기 제 1 토출부(25)는 상기 제 2 토출부(27)의 상측에 위치된다.
그리고, 상기 제 1 토출부(25)는 제 2 토출부(27)를 향하는 방향으로 공기를 토출하며, 상기 제 2 토출부(27)는 상기 제 1 토출부(25)를 향하는 방향으로 공기를 토출할 수 있다. 달리 말하면, 상기 제 1 토출부(25)에서 토출되는 제 1 공기유동과, 상기 제 2 토출부(27)에서 토출되는 제 2 공기유동은 서로 가까워지도록 유동할 수 있다.
상기 제 1 토출부(25)에서 토출되는 공기와, 상기 제 2 토출부(27)에서 토출되는 공기는 상기 본체(20)의 측방 또는 반경 방향으로 유동할 수 있다. 상기 제 1 토출부(25)에서 토출되는 공기가 유동하는 유로를 "제 1 토출유로(26)"라 이름하고, 상기 제 2 토출부(27)에서 토출되는 공기가 유동하는 유로를 "제 2 토출유로(28)"라 이름할 수 있다. 그리고, 상기 제 1,2 토출유로(26,28)를 합하여, "토출유로"라 이름할 수 있다.
[방향 정의]
방향을 정의한다. 도 1,2를 기준으로 세로방향을 "축 방향" 또는 "상하 방향"이라 하고, 상기 축 방향에 수직한 가로 방향을 "반경 방향"이라 이름할 수 있다.
[레그]
상기 유동 발생장치(10)에는, 상기 본체(20)의 하측에 구비되는 레그(30)가 더 포함된다. 상기 레그(30)는 상기 본체(20)로부터 하방으로 연장되어 베이스(50)에 결합될 수 있다. 상기 베이스(50)는 지면에 놓여지는 구성으로서 상기 본체(20) 및 레그(30)를 지지하는 기능을 수행한다.
상기 레그(30)에는, 상기 베이스(50)에 결합되며 상방으로 연장되는 레그 본체(31)가 포함된다. 그리고, 상기 레그(30)에는, 상기 레그 본체(31)로부터 상방으로 연장되는 레그 연장부(33,35)가 더 포함된다. 상기 레그 연장부(33,35)에는, 상기 레그 본체(31)로부터 일방향으로 연장되는 제 1 레그연장부(33) 및 상기 레그 본체(31)로부터 타방향으로 연장되는 제 2 레그연장부(35)가 포함된다. 상기 제 1,2 레그연장부(33,35)는 상기 본체(20)의 하부에 결합될 수 있다.
일례로, 상기 레그 본체(31) 및 제 1,2 레그연장부(33,35)는, "Y" 형상을 가질 수 있다. 다만, 상기 레그 본체(30) 및 제 1,2 레그연장부(33,35)의 형상은 이에 한정되지 않을 수 있다.
예를 들어, 레그 연장부는 3개 이상으로 구성될 수도 있다. 그리고, 상기 레그 연장부는 삼발이 형태의 받침을 구성할 수도 있을 것이다.
또 다른 예로서, 레그 연장부가 생략되고, 일자 형상의 레그 본체만 구비될 수도 있을 것이다.
또 다른 예로서, 상기 레그 본체는 생략되고, 다수의 레그 연장부가 베이스로부터 상방으로 연장될 수도 있을 것이다.
<상부모듈의 구성>
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 상부모듈과 하부모듈의 구성을 보여주는 단면도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 상부모듈의 구성을 보여주는 분해 사시도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 본체(20)에는, 상부모듈(100) 및 상기 상부모듈(100)의 하측에 구비되는 하부모듈(200)이 포함된다. 상기 상부모듈(100) 및 하부모듈(200)은 상하 방향으로 적층될 수 있다.
[상부팬 및 상부 팬하우징]
상기 상부모듈(100)에는, 공기 유동을 발생시키는 상부 팬(130) 및 상기 상부 팬(130)이 설치되는 상부팬 하우징(150)이 포함된다.
상기 상부 팬(130)에는, 축방향으로 공기를 흡입하여 반경방향으로 토출하는 원심팬이 포함될 수 있다. 일례로, 상기 상부 팬(130)에는 시로코 팬(sirocco fan)이 포함될 수 있다.
상부팬 하우징(150)은 상기 상부 팬(130)의 하측을 지지하며, 상기 상부 팬(130)의 회전에 의하여 발생되는 공기 유동을 상기 제 1 토출부(25)로 가이드 하기 위한 가이드 구조를 포함할 수 있다.
[제 1 공기처리 장치]
상기 상부팬 하우징(150)에는, 상기 상부모듈(100)을 통하여 유동하는 공기의 조화 또는 정화를 위하여 작동하는 제 1 공기처리 장치가 구비될 수 있다. 일례로, 상기 제 1 공기처리 장치에는, 흡입되는 공기 중 부유 미생물을 제거할 수 있는 이오나이저(179)가 포함될 수 있다.
상기 이오나이저(179)는 상기 상부팬 하우징(150)에 구비되는 이오나이저 장착부(168)에 설치될 수 있다. 상기 이오나이저 장착부(168)는 가이드 벽(153)에 구비된다. 상기 이오나이저(179)는 상기 이오나이저 장착부(168)에 설치되어, 제 1 팬유로(138a)에 노출될 수 있다. 따라서, 상기 이오나이저(179)는 상기 상부 팬(130)을 통과하는 공기에 작용하여 제균기능을 수행할 수 있다.
[상부 모터]
상기 상부모듈(100)에는, 상기 상부 팬(130)에 연결되어 구동력을 제공하는 상부모터(170)가 더 포함된다. 상기 상부모터(170)의 상부에는, 상부모터 축(171)이 구비된다. 상기 상부모터 축(171)은 상기 상부모터(170)로부터 상방으로 연장될 수 있다. 그리고, 상기 상부모터(170)는 상기 상부팬 하우징(150)의 하측에 배치되며, 상기 상부모터 축(171)은 상기 상부팬 하우징(150) 및 상기 상부 팬(130)을 관통하도록 배치될 수 있다.
[록킹부]
상기 상부모듈(100)에는, 상기 상부모터 축(171)에 결합되는 록킹부(175)가 더 포함된다. 상기 록킹부(175)는 상기 상부 팬(130)의 허브(131a)의 상측에 배치되며, 상기 상부모터(170)를 상기 상부 팬(130)에 고정되도록 가이드 한다.
[상부 커버]
상기 상부모듈(100)에는, 상기 상부 팬(130) 및 상기 상부팬 하우징(150)을 둘러싸도록 배치되는 상부커버(120)가 더 포함된다. 상세히, 상기 상부커버(120)에는, 개구된 상단부를 형성하며 상기 제 1 흡입부(21)를 통하여 흡입된 공기가 유입하는 커버유입부(121)가 포함된다. 그리고, 상기 상부커버(120)에는, 개구된 하단부를 가지는 커버배출부(125)가 더 포함된다. 상기 상부팬(130)을 통과한 공기는 상기 커버배출부(125)를 통하여 제 1 토출유로(26)로 유동할 수 있다.
상기 커버배출부(125)의 크기는, 상기 커버유입부(121)의 크기보다 크게 형성될 수 있다. 따라서, 상기 상부커버(120)는 상단부와 하단부가 개방된 끝이 잘린 원추형의 형상을 가질 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 상기 상부팬(130)을 통과한 공기는 원주 방향으로 점점 벌어지도록 유동하면서 상기 제 1 토출부(25)를 통하여 용이하게 토출될 수 있다.
[디스플레이 커버]
상기 상부 모듈(100)에는, 상기 상부커버(120)의 상부에 안착되는 디스플레이 커버(110)가 더 포함된다. 상기 디스플레이 커버(110)에는, 공기 유로를 형성하는 커버 그릴(112)이 포함된다. 상기 제 1 흡입부(21)를 통하여 흡입된 공기는 상기 커버 그릴(112)의 개방된 공간을 통하여 하방으로 유동할 수 있다.
[제 1 프리필터]
상기 상부모듈(100)에는, 상기 디스플레이 커버(110)에 지지되는 제 1 프리 필터(105)가 더 포함된다. 상기 제 1 프리 필터(105)에는, 필터 프레임(106) 및 상기 필터 프레임(106)에 결합되는 필터부재(107)가 포함될 수 있다. 상기 제 1 흡입부(21)를 통하여 흡입되는 공기 중 이물은 상기 제 1 프리 필터(105)에 의하여 걸러질 수 있다.
[탑커버 및 탑커버지지부]
상기 상부모듈(100)에는, 상기 디스플레이 커버(110)의 상측에 결합되는 탑커버지지부(103) 및 상기 탑커버지지부(103)의 상측에 놓여지는 탑커버(101)가 더 포함된다. 상기 탑커버지지부(103)는 상기 디스플레이 커버(110)의 상측으로 돌출될 수 있다. 상기 탑커버지지부(103)와 상기 디스플레이 커버(110) 사이의 공간이, 상기 제 1 흡입부(21)를 형성하는 것으로 이해될 수 있다.
상기 탑커버지지부(103)의 중앙부는 상기 디스플레이 커버(110)의 중앙부에 결합되며, 상기 탑커버지지부(103)의 저면은 상기 탑커버지지부(103)의 중앙부로부터 외측 반경방향으로 라운드지게 연장될 수 있다. 이러한 탑커버지지부(103)의 구성에 의하여, 상기 제 1 흡입부(21)를 통하여 흡입된 공기는 상기 탑커버지지부(103)의 저면을 따라 상기 디스플레이 커버(110)의 커버그릴(112)측으로 가이드 될 수 있다.
상기 탑커버(101)의 상부에는, 사용자의 명령 입력이 가능한 입력부가 구비될 수 있다. 그리고, 상기 탑커버(101)의 내부에는, 디스플레이 PCB가 설치될 수 있다.
[상부 에어가이드]
상기 상부모듈(100)에는, 상기 상부팬 하우징(150)의 하측에 구비되며 상기 상부팬 하우징(150)을 통과한 공기를 상기 제 1 토출유로(26)로 가이드 하기 위한 상부 에어가이드(180)가 더 포함된다. 상기 상부 에어가이드(180)는 상기 상부팬 하우징(150)을 지지하도록 구성된다. 그리고, 상기 상부팬 하우징(150)에는, 상기 상부 에어가이드(180)에 결합되는 제 1 가이드결합부(151b, 도 6 참조)가 포함된다. 소정의 체결부재는 상기 제 1 가이드 결합부(151b)를 통하여 상기 상부 에어가이드(180)의 제 1 하우징체결부(183)에 체결될 수 있다.
상기 상부 에어가이드(180)는 중공의 판 형상을 가진다. 상세히, 상기 상부 에어가이드(180)에는, 상기 상부모터(170)가 삽입되는 중앙부(180a)와, 상기 상부 에어가이드(180)의 외주면을 형성하는 테두리부(180b) 및 상기 중앙부(180a)로부터 상기 테두리부(180b)를 향하여 외측 반경방향으로 연장되는 가이드연장부(180c)가 포함된다.
상기 가이드연장부(180c)는, 상기 중앙부(180a)로부터 상기 테두리부(180b)를 향하여 하향 경사지게 또는 하향 라운드지게 연장될 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 상기 상부팬 하우징(150)으로부터 하방으로 배출되는 공기는 본체(20)의 외측 방향으로 용이하게 유동될 수 있다.
[상부 팬의 상세구성]
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 상부팬 하우징과 상부 팬의 구성을 보여주는 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 상부팬 하우징의 구성을 보여주는 사시도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 상부팬 하우징의 구성을 보여주는 저면 사시도이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 상부모듈(100)에는, 공기 유동을 발생시키는 상부 팬(130) 및 상기 상부 팬(130)을 지지하며 상기 상부 팬(130)이 외주면 중 적어도 일부분을 둘러싸는 상부팬 하우징(150)이 포함된다.
상기 상부 팬(130)은 전체적으로 원통형의 형상을 가질 수 있다. 상세히, 상기 상부 팬(130)에는, 다수 개의 블레이드(133)가 결합되는 메인 플레이트(131) 및 상기 메인 플레이트(131)의 중앙부에 구비되며 상방으로 돌출하는 허브(131a)가 포함된다. 상기 허브(131a)에는, 상기 상부모터 축(171)이 결합될 수 있다. 상기 다수 개의 블레이드(133)는 상기 메인 플레이트(131)의 원주 방향으로 이격하여 배치될 수 있다.
상기 상부 팬(130)에는, 상기 다수 개의 블레이드(133)의 상측에 구비되는 측판부(135)가 더 포함된다. 상기 측판부(135)는, 상기 다수 개의 블레이드(133)를 고정시키는 기능을 수행한다. 상기 다수 개의 블레이드(133)의 하단부는 상기 메인 플레이트(131)에 결합되며, 그 상단부는 상기 측판부(135)에 결합될 수 있다.
[상부팬 하우징의 하우징플레이트]
상기 상부팬 하우징(150)에는, 상기 상부 팬(130)의 하측을 지지하는 하우징플레이트(151) 및 상기 하우징 플레이트(151)의 중앙부에 구비되며 상기 상부 팬(130)의 허브(131a)가 안착되는 허브 안착부(152)가 포함된다. 상기 허브 안착부(152)는 상기 허브(131a)의 형상에 대응하여, 상기 하우징 플레이트(151)로부터 상방으로 돌출될 수 있다.
[가이드 벽]
상기 상부팬 하우징(150)에는, 상기 하우징 플레이트(151)로부터 상방으로 돌출되며 상기 상부 팬(130)의 외주면 중 적어도 일부를 둘러싸도록 배치되는 가이드 벽(153)이 더 포함된다. 상기 가이드 벽(153)은 상기 하우징 플레이트(151)의 상면에서 원주 방향으로 라운드지게 연장될 수 있다. 상기 가이드 벽(153)은 원주 방향으로 연장되며 상부 팬(130)과 점점 멀어지도록 구성될 수 있다.
[제 1 팬유로]
상기 가이드 벽(153)과 상기 상부 팬(130)의 외주면 중 적어도 일부분의 사이에는, 상기 상부 팬(130)을 통과한 공기가 유동하는 제 1 팬유로(138a)가 형성된다. 상기 제 1 팬유로(138a)는 원주 방향으로 유동하는 공기유로로서 이해될 수 있다. 즉, 상기 상부 팬(130)의 축방향으로 유입된 공기는 상기 상부 팬(130)의 반경방향으로 토출하며 상기 가이드 벽(153)에 의하여 가이드 되어 상기 제 1 팬유로(138a)를 따라 원주 방향으로 회전하면서 유동하게 된다.
상기 제 1 팬유로(138a)의 단면적은 공기의 회전방향으로, 점점 커지도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 제 1 팬유로(138a)는 스파이럴 형상을 가지도록 형성될 수 있다. 이를 "스파이럴 유동"이라 이름할 수 있다. 이러한 유동에 의하여, 상기 상부 팬(130)을 통과한 공기의 유동저항이 줄어들고 상기 상부 팬(130)으로부터 발생되는 소음을 저감시킬 수 있다.
[제 1 경사부]
상기 가이드 벽(153)에는, 상기 가이드 벽(153)의 일측 상단부로부터 상기 하우징 플레이트(151)를 향하여 하향 경사지게 연장되는 제 1 경사부(154)가 포함된다. 이 때, 상기 가이드 벽(153)의 일측은, 상기 일측의 반대편에 위치한 타측보다 상부 팬(130)과의 거리가 멀 수 있다.
상기 하향 경사지는 방향은, 상기 제 1 팬유로(138a)에서의 공기 유동방향에 대응될 수 있다.
제1경사부(154)와 하우징 플레이트(151) 사이의 각도는 0도보다 크고 60도 이하일 수 있다.
상기 제 1 경사부(154)의 구성에 의하여, 공기의 유동방향을 기준으로, 공기의 유동단면적이 점점 커지는 효과를 가질 수 있다.
또한, 제 1 경사부(154)는 상부 커버(120)의 내측면과 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 이러한 구성에 의해 제 1 경사부(154)는 상부 커버(120)와 간섭되지 않으면서 원주 방향으로 연장될 수 있다.
[제 2 팬유로]
상기 상부 커버(120)가 상기 상부팬 하우징(150)에 결합된 상태에서, 상기 상부 팬(130)의 외주면 일부와 상기 상부 커버(120)의 내주면 사이에는, 상기 제 1 팬유로(138a)의 하류측에 위치되는 제 2 팬유로(138b)가 형성될 수 있다. 상기 제 2 팬유로(138b)는, 상기 제 1 팬유로(138a)으로부터 공기가 유동하는 원주 방향으로 연장될 수 있다. 따라서, 상기 제 1 팬유로(138a)를 거친 공기는 상기 제 2 팬유로(138b)를 유동할 수 있다.
상기 제 2 팬유로(138b)의 유동 단면적은 상기 제 1 팬유로(138a)의 유동 단면적보다 크게 형성될 수 있다. 따라서, 공기가 상기 제 1 팬유로(138a)로부터 상기 제 2 팬유로(138b)를 유동하는 과정에서 그 유동 단면적이 증가하므로, 상기 상부 팬(130)을 통과한 공기의 유동저항이 줄어들고 상기 상부 팬(130)으로부터 발생되는 소음을 저감시킬 수 있다.
[제 2 경사부]
상기 가이드 벽(153)에는, 상기 가이드 벽(153)의 타측 상단부로부터 상기 하우징 플레이트(151)를 향하여 하향 경사지게 연장되는 제 2 경사부(156)가 포함된다. 상기 하향 경사지는 방향은, 상기 제 2 팬유로(138b)에서의 공기 유동방향에 대응될 수 있다. 상기 제 2 경사부(156)를 컷오프(cut-off)라 이름할 수 있다.
제 2 경사부(156)와 하우징 플레이트(151) 사이의 각도는 0도보다 크고 60도 이하일 수 있다.
상기 제 2 경사부(154)의 구성에 의하여, 공기의 유동방향을 기준으로, 공기의 유동단면적이 점점 커지는 효과를 가질 수 있다.
또한, 제 2 경사부(156)는 원주 방향으로 회전하는 공기의 유동이 가이드 벽(153)의 타측 단부에 부딪히며 가하는 충격을 분산시킬 수 있고, 그로 인해 발생하는 소음을 저감시킬 수 있는 이점이 있다.상기 제 1 경사부(154) 및 상기 제 2 경사부(156)는 상기 가이드 벽(153)의 양측 단부를 형성한다. 그리고, 상기 제 1 경사부(154)는 상기 제 1 팬유로(138a)와 상기 제 2 팬유로(138b)의 사이 영역에 구비되며, 상기 제 2 경사부(156)는 상기 제 2 팬유로(138b)와 유동 가이드부(160)의 사이 영역에 구비될 수 있다. 이와 같이, 공기 유동의 전환이 이루어지는 경계영역에, 상기 제 1,2 경사부(154,156)가 구비됨으로써, 공기의 유동성능이 개선될 수 있다.
[유동 가이드부]
상기 상부팬 하우징(150)에는, 상기 제 2 팬유로(138b)를 지난 공기의 유동을 가이드 하는 유동 가이드부(160)가 더 포함된다. 상기 유동 가이드부(160)는 상기 하우징 플레이트(151)의 상면으로부터 상방으로 돌출하도록 구비된다.
그리고, 상기 유동 가이드부(160)는 상기 가이드 벽(153)의 외측면에 배치될 수 있다. 이러한 유동 가이드부(160)의 배치에 의하여, 상기 제 1,2 팬유로(138a,138b)를 경유하면서 원주방향으로 유동하는 공기는 상기 유동 가이드부(160)의 내부로 용이하게 유입될 수 있다. 상기 유동 가이드부(160)에는, 공기의 유동방향, 즉 원주방향으로 하향 경사지게 연장되는 가이드 본체(161)가 포함된다. 즉, 상기 가이드 본체(161)는 라운드면 또는 경사면을 포함한다.
상기 유동 가이드부(160)의 내부에는, 공기 유로가 형성된다. 상세히, 공기 유동방향을 기준으로 상기 유동 가이드부(160)의 전단부에는, 상기 제 2 팬유로(138b)를 경유한 공기가 유입되는 유입부(165)가 형성된다. 상기 유입부(165)는 개방된 공간부로서 이해될 수 있다. 상기 가이드 본체(161)는 상기 유입부(165)로부터 상기 하우징 플레이트(151)의 상면을 향하여 하향 경사지게 연장될 수 있다.
[절개부]
상기 하우징 플레이트(151)에는, 절개부(151a)가 형성된다. 상기 절개부(151a)는 상기 하우징 플레이트(151)의 적어도 일부분이 상하 방향으로 관통되어 형성되는 부분으로서 이해된다. 상기 유입부(165)는 상기 절개부(151a)의 상측에 위치될 수 있다.
상기 유입부(165)는 상기 절개부(151a)와 함께 상기 제 1 토출부(25)를 정의할 수 있다. 상기 제 1 토출부(25)는 상기 하우징 플레이트(151)의 상측에 존재하는 공기 유동, 즉 상기 제 1,2 팬유로(138a,138b)를 유동하는 공기를 상기 하우징 플레이트(151)의 하측으로 배출하기 위한 배출구로서 이해될 수 있다. 따라서, 상기 제 2 팬유로(138b)를 유동한 공기는 상기 제 1 토출부(25)를 통하여 상기 하우징 플레이트(151)의 하측으로 유동할 수 있다.
[제 1 토출 가이드부]
상기 하우징 플레이트(151)의 저면에는, 상기 제 1 토출부(25)를 통하여 배출된 공기유동을 반경방향으로 가이드 하는 제 1 토출 가이드부(158)가 구비된다. 상기 제 1 토출 가이드부(158)는 상기 하우징 플레이트(151)의 저면으로부터 하방으로 돌출되며, 상기 하우징 플레이트(151)의 중앙부로부터 외측 반경방향으로 연장될 수 있다. 그리고, 상기 제 1 토출 가이드부(158)는 상기 제 1 토출부(25)의 출구측에 배치될 수 있다.
상기 하우징 플레이트(151)에는, 하방으로 함몰되는 플레이트함몰부(158a)가 형성된다. 상기 플레이트함몰부(158a)에 의하여, 상기 제 1 토출가이드부(158)의 돌출된 형상이 구현될 수 있다. 일례로, 상기 하우징 플레이트(151)의 일부분을 하방으로 함몰시켜 상기 플레이트함몰부(158a)를 형성하는 방법으로, 상기 제 1 토출가이드부(158)를 구성할 수 있다.
상기 제 1 토출 가이드부(158)는 상기 제 1 토출부(25)를 통하여 배출되는 공기의 유동손실을 최소화하여 유동경로를 전환시킬 수 있도록 외주면이 양방향으로 곡면을 이루도록 형성할 수 있다.
상기 제 1 토출부(25)를 통하여 배출되는 공기유동은 회전하는 성질을 가지는데, 상기 제 1 토출 가이드부(158)를 만나면 상기 제 1 토출 가이드부(158)에 의하여 반경방향으로 방향 전환되어 배출될 수 있다. 물론, 상기 제 1 토출 가이드부(158)와 함께, 상기 상부 에어가이드(180) 또한 반경방향으로의 공기 유동을 가이드 할 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 제 1 흡입부(21)를 통하여 상기 상부 팬(130)을 향하여 하방으로 흡입된 공기는 원주 방향으로 가이드 되어 회전력을 가지고 제 1 토출부(25)를 통하여 배출된다. 그리고, 상기 배출된 공기는 상기 제 1 토출 가이드부(158) 및 상기 상부 에어가이드(180)에 의하여 가이드 되어 상기 제 1 토출유로(26)를 통하여 반경방향으로 용이하게 토출될 수 있다.
<하부모듈의 구성>
도 8는 본 발명의 실시예에 따른 하부모듈의 구성을 보여주는 분해 사시도이다.
[하부 팬 및 하부팬 하우징]
도 3 및 도 8를 함께 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 하부모듈(200)에는, 공기 유동을 발생시키는 하부 팬(230) 및 상기 하부 팬(130)이 설치되는 하부팬 하우징(220)이 포함된다. 상기 하부 팬(230)에는, 축방향으로 공기를 흡입하여 반경방향으로 토출하는 원심팬이 포함될 수 있다. 일례로, 상기 하부 팬(230)에는 시로코 팬(sirocco fan)이 포함될 수 있다.
상기 하부팬 하우징(220)은 상기 하부 팬(230)의 상측에 결합되며 상기 하부 팬(230)의 회전에 의하여 발생되는 공기 유동을 상기 제 2 토출부(27)로 가이드 하기 위한 가이드 구조를 포함할 수 있다.
[하부모터]
상기 하부모듈(200)에는, 상기 하부 팬(230)에 연결되어 구동력을 제공하는 하부모터(236)가 더 포함된다. 상기 하부모터(236)의 하부에는, 하부모터 축(236a)이 구비된다. 상기 하부모터 축(236a)은 상기 하부모터(236)로부터 하방으로 연장될 수 있다. 그리고, 상기 하부모터(236)는 상기 하부팬 하우징(220)의 상측에 배치되며, 상기 하부모터 축(236a)은 상기 하부팬 하우징(220) 및 상기 하부 팬(230)을 관통하도록 배치될 수 있다. 그리고, 상기 하부 팬(230)에는, 상기 하부모터 축(236a)이 결합되는 축 결합부(234, 도 13 참조)가 구비된다.
[록킹부]
상기 하부모듈(200)에는, 상기 하부모터 축(236a)에 결합되는 록킹부(239)가 더 포함된다. 상기 록킹부(239)는 상기 하부 팬(230)의 허브(231a)의 하측에 배치되며, 상기 하부모터(236)를 상기 하부 팬(230)에 고정되도록 가이드 한다.
[하부커버]
상기 하부모듈(200)에는, 상기 하부 팬(230) 및 상기 하부팬 하우징(220)을 둘러싸도록 배치되는 하부커버(290)가 더 포함된다. 상세히, 상기 하부커버(290)에는, 개구된 하단부를 형성하며 상기 제 2 흡입부(23)를 통하여 흡입된 공기가 유입하는 커버유입부(291a)가 포함된다. 그리고, 상기 하부커버(290)에는, 개구된 상단부를 가지는 커버배출부(291b)가 더 포함된다. 상기 하부팬(230)을 통과한 공기는 상기 커버배출부(291b)를 통하여 제 2 토출유로(28)로 유동할 수 있다.
상기 커버배출부(291b)의 크기는, 상기 커버유입부(291a)의 크기보다 크게 형성될 수 있다. 따라서, 상기 하부커버(290)는 상단부와 하단부가 개방된 끝이 잘린 원추형의 형상을 가질 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 상기 하부팬(290)을 통과한 공기는 원주 방향으로 점점 벌어지도록 유동하면서 상기 제 2 토출부(27)를 통하여 용이하게 토출될 수 있다.
[보호부재]
상기 하부모듈(200)에는, 상기 하부 커버(290)의 하측에 구비되며 히터 어셈블리(260)로부터 발생되는 열을 차단하기 위한 보호부재(294)가 더 포함된다. 상기 보호부재(294)는 대략 원판 형상을 가질 수 있다. 상기 보호부재(294)는 열에 의하여 타지 않는 스틸 소재로 구성될 수 있다. 상기 보호부재(294)에 의하여, 상기 열이 제 2 프리필터(295)로 전달되는 것이 차단되고 이에 따라 상기 제 2 프리필터(295)의 파손이 방지될 수 있다.
[제 2 프리필터]
상기 하부모듈(200)에는, 상기 보호부재(294)의 하측에 구비되는 제 2 프리 필터(295)가 더 포함된다. 상기 제 2 프리 필터(295)에는, 필터 프레임(296) 및 상기 필터 프레임(296)에 결합되는 필터부재(297)가 포함될 수 있다. 상기 제 2 흡입부(23)를 통하여 흡입되는 공기 중 이물은 상기 제 2 프리 필터(295)에 의하여 걸러질 수 있다. 상기 제 2 프리 필터(295)이 하측 공간부가 상기 제 2 흡입부(23)를 형성하는 것으로 이해될 수 있다.
[하부 에어가이드]
상기 하부모듈(200)에는, 상기 하부팬 하우징(220)의 상측에 구비되며 상기 하부팬 하우징(220)을 통과한 공기를 가이드 하기 위한 하부 에어가이드(210)가 더 포함된다. 상기 하부 에어가이드(210)는 중공의 판 형상을 가진다. 상세히, 상기 하부 에어가이드(210)에는, 상기 하부모터(236)가 삽입되는 중앙부(210a)와, 상기 하부 에어가이드(210)의 외주면을 형성하는 테두리부(210b) 및 상기 중앙부(210a)로부터 상기 테두리부(210b)를 향하여 외측 반경방향으로 연장되는 가이드연장부(210c)가 포함된다.
상기 가이드연장부(210c)는, 상기 중앙부(210a)로부터 상기 테두리부(210b)를 향하여 상향 경사지게 또는 상향 라운드지게 연장될 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 상기 하부팬 하우징(220)에서 제 2 토출부(27)를 통하여 상방으로 배출되는 공기는 본체(20)의 외측방향으로 가이드 되어 상기 제 2 토출유로(28)로 유동할 수 있다.
[PCB 장치]
상기 가이드연장부(210c)의 상면에는, 다수의 부품이 설치될 수 있다. 상기 다수의 부품에는, 유동 발생장치(10)를 제어하는 메인 PCB(215)가 구비되는 PCB 장치가 포함된다. 그리고, 상기 PCB 장치에는, 상기 유동 발생장치(10)에 공급되는 전력을 안정하게 공급하는 레귤레이터(216)가 더 포함된다. 상기 레귤레이터(216)에 의하여, 입력전원의 전압이나 주파수가 변하더라도 일정한 전압의 전력이 유동 발생장치(10)에 공급될 수 있다.
[통신모듈]
상기 다수의 부품에는, 통신모듈이 더 포함된다. 상기 통신모듈을 통하여 상기 유동 발생장치(10)는 외부 서버와 통신할 수 있다. 일례로, 상기 통신모듈에는, 와이파이 모듈이 포함될 수 있다.
[LED 장치]
상기 다수의 부품에는, LED 장치가 더 포함된다. 상기 LED 장치는 유동 발생장치(10)의 디스플레이부를 구성할 수 있다.
상기 LED 장치에는, LED가 설치되는 LED PCB(218) 및 상기 LED PCB(218)의 반경방향 외측에 구비되며, 상기 LED에서 조사되는 빛을 확산하기 위한 LED 커버(219)가 포함된다. 상기 LED 커버(219)를 "확산판"이라 이름할 수 있다.
상기 LED 커버(219)는, 상기 상부 에어가이드(180)와 하부 에어가이드(220)가 맞닿는 외둘레를 따라 상기 상부에어가이드(180) 및 하부 에어가이드(220)의 외주면에 일체로 결합되어 위치할 수 있다.
[상부 에어가이드와 하부 에어가이드의 결합구조]
상기 상부 에어가이드(180)와 상기 하부 에어가이드(210)는 서로 결합될 수 있다. 상기 상부 에어가이드(180)와 상기 하부 에어가이드(210)를 합하여 "에어가이드 장치"라 이름할 수 있다. 상기 에어가이드 장치는, 상기 상부모듈(100)과 상기 하부모듈(200)을 구획한다. 달리 말하면, 상기 에어가이드 장치는, 상기 상부모듈(100)과 상기 하부모듈(200)을 서로 이격시킬 수 있다. 그리고, 상기 에어가이드 장치는, 상기 상부모듈(100)과 상기 하부모듈(200)을 지지할 수 있다.
상세히, 상기 하부 에어가이드(210)는 상기 상부 에어가이드(180)의 하측에 결합될 수 있다. 상기 상부 에어가이드(180) 및 하부 에어가이드(210)의 결합에 의하여, 에어가이드 장치(180,210)의 내부에는 모터 설치공간이 형성된다. 그리고, 상기 모터 설치공간에는, 상기 상부모터(170) 및 하부모터(236)가 수용될 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 장치의 공간 활용성이 개선될 수 있다.
[상부 오리피스]
상기 하부모듈(200)에는, 상기 하부팬 하우징(220)의 하측에 구비되며 상기 상부모듈(100)과, 하부모듈(200)의 일부 부품의 회전을 위한 구동장치가 설치되는 상부 오리피스(240)가 더 포함된다. 상기 상부 오리피스(240)는 개구된 중앙부(240a)를 가지며, 환형의 형상을 가질 수 있다. 상기 중앙부(240a)는 상기 제 2 흡입부(23)를 통하여 흡입된 공기의 유로를 형성할 수 있다.
[구동장치]
상기 구동장치에는, 구동력을 발생시키는 회전모터(270)가 포함된다. 일례로, 상기 회전모터(270)에는, 회전각도 조절이 용이한 스텝모터가 포함될 수 있다.
상기 구동장치에는, 상기 회전모터(270)에 연결되는 동력전달 장치가 더 포함된다. 상기 동력전달 장치에는, 상기 회전모터(270)에 결합되는 피니언 기어(272) 및 상기 피니언 기어(272)에 연동하는 랙 기어(276)가 포함될 수 있다. 상기 랙 기어(276)는 상기 상부모듈(100)과 하부모듈(200)의 회전곡률에 대응하여 라운드진 형상을 가질 수 있다.
[하부 오리피스]
상기 하부모듈(200)에는, 상기 상부 오리피스(240)의 하측에 구비되는 하부 오리피스(280)가 더 포함된다. 상기 하부 오리피스(280)는 상기 레그(30)에 결합된다. 상세히, 상기 하부 오리피스(280)의 양측은 상기 제 1 레그연장부(33) 및 상기 제 2 레그연장부(35)에 결합될 수 있다. 따라서, 상기 하부 오리피스(280)는 상기 하부모듈(200) 중 고정된 구성으로 이해될 수 있다.
[랙 기어]
상기 하부 오리피스(280)에는, 상기 랙 기어(276)가 결합될 수 있다. 상기 하부 오리피스(280)는 개구된 중앙부(280a)를 가지며, 환형의 형상을 가질 수 있다. 상기 중앙부(280a)는 상기 제 2 흡입부(23)를 통하여 흡입된 공기의 유로를 형성할 수 있다. 상기 하부 오리피스(280)의 중앙부(280a)를 통과한 공기는 상기 상부 오리피스(240)의 중앙부(240a)를 통과할 수 있다.
[제 2 공기처리 장치]
상기 하부모듈(200)에는, 상기 하부모듈(200)을 유동하는 공기의 조화 또는 정화를 위하여 작동하는 제 2 공기처리 장치가 더 포함된다. 상기 제 2 공기처리 장치는 상기 제 1 공기처리 장치와 다른 기능을 수행할 수 있다. 일례로, 상기 제 2 공기처리 장치에는, 상기 하부 오리피스(280)에 지지되며 소정의 열을 발생시키는 히터 어셈블리(260)가 포함된다.
상세히, 상기 히터 어셈블리(260)에는, 히터(261)가 포함된다. 상기 히터(261)는 상기 하부 오리피스(240)의 개구된 중앙부(280a)에 배치되어, 상기 제 2 흡입부(23)를 통하여 흡입된 공기를 가열할 수 있다. 일례로 상기 히터(261)에는, PTC 히터가 포함될 수 있다.
상기 히터 어셈블리(260)에는, 상기 히터(261)의 양측을 지지하는 히터 브라켓(263)이 더 포함된다. 상기 히터 브라켓(263)은 상기 하부 오리피스(280)에 결합될 수 있다.
[롤러]
상기 하부 오리피스(280)에는, 상기 상부모듈(100) 및 하부모듈(200)의 회전을 가이드 하는 롤러(278)가 구비된다. 상기 롤러(278)는 상기 하부 오리피스(280)의 테두리부에 결합되며, 원주 방향으로 다수 개가 배치될 수 있다. 상기 롤러(278)는 상기 상부 오리피스(240)의 저면에 접촉하여 상기 상부 오리피스(240)의 회전, 즉 자전을 가이드 할 수 있다.
[서포터]
상기 하부모듈(200)에는, 상기 히터 어셈블리(260)의 상측에 배치되는 서포터(265,267)가 더 포함된다. 상기 서포터(265,267)에는, 상기 히터(261)의 상측에 결합되는 제 1 서포터(265) 및 상기 제 1 서포터(265)의 상측에 결합되는 제 2 서포터(267)가 포함된다.
상기 제 1 서포터(265)는, 상기 히터 어셈블리(260)와 상기 하부 팬(230)을 이격시켜 상기 히터 어셈블리(260)로부터 발생되는 열이 다른 부품에 불리하게 작용하는 것을 방지하는 기능을 수행할 수 있다. 그리고, 상기 제 2 서포터(267)는 회전하는 상부모듈(100) 및 하부모듈(200)이 회전중심부를 형성한다. 그리고, 상기 제 2 서포터(267)에는, 베어링(275)이 제공되어 회전하는 부품의 움직임을 가이드 한다.
[하부팬 및 하부팬 하우징]
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 하부팬 하우징과 하부 팬의 구성을 보여주는 도면이고, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 하부팬 하우징의 구성을 보여주는 사시도이고, 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 하부팬 하우징의 구성을 보여주는 저면 사시도이다.
도 3과, 도 9 내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 하부모듈(200)에는, 공기 유동을 발생시키는 하부 팬(230) 및 상기 하부 팬(230)의 상측에 결합되며 상기 하부 팬(230)이 외주면 중 적어도 일부분을 둘러싸는 하부팬 하우징(220)이 포함된다.
[하부팬의 상세구성]
상기 하부 팬(230)은 전체적으로 원통형의 형상을 가질 수 있다. 상세히, 상기 하부 팬(230)에는, 다수 개의 블레이드(233)가 결합되는 메인 플레이트(231) 및 상기 메인 플레이트(231)의 중앙부에 구비되며 상방으로 돌출하는 허브(231a)가 포함된다. 상기 허브(231a)에는, 상기 하부모터 축(236a)이 결합될 수 있다. 상기 다수 개의 블레이드(233)는 상기 메인 플레이트(231)의 원주 방향으로 이격하여 배치될 수 있다.
상기 하부 팬(230)에는, 상기 다수 개의 블레이드(233)의 하측에 구비되는 측판부(235)가 더 포함된다. 상기 측판부(235)는, 상기 다수 개의 블레이드(233)를 고정시키는 기능을 수행한다. 상기 다수 개의 블레이드(233)의 상단부는 상기 메인 플레이트(231)에 결합되며, 그 하단부는 상기 측판부(235)에 결합될 수 있다.
[상부팬과 하부팬의 크기 차이]
상기 상부 커버(120)의 상하 높이(Ho)와, 상기 하부 커버(290)의 상하 높이(Ho')는 대략 동일하게 형성될 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 유동 발생장치(10)의 외관이 컴팩트해지고 디자인이 미려해질 수 있다.
반면에, 상기 하부 팬(230)의 상하 높이(H2)는, 상기 상부 팬(130)의 상하 높이(H1)보다 작게 형성될 수 있다. 이는, 상기 하부모듈(200)에만 구비되는 히터 어셈블리(260)의 높이를 보상하기 위하여, 상기 하부 팬(230)의 높이를 상대적으로 작게 형성한 것이다. 따라서, 상기 상부 팬(130)의 최대 능력이 상기 하부 팬(230)의 최대 능력보다 클 수 있다.
일례로, 상기 상부 팬(130)과 하부 팬(230)을 동일한 회전수로 구동하였을 때, 상기 상부모듈(100)에서 토출되는 공기의 토출량은 상기 하부모듈(200)에서 토출되는 공기의 토출량보다 많을 수 있다. 따라서, 상기 상부모듈(100)과 상기 하부모듈(200)에서 토출되는 공기량을 동일하게 제어하기 위하여, 상기 하부 팬(230)의 회전수를 상기 상부 팬(130)의 회전수보다 크게 조절할 수 있다. 결국, 상기 상부모듈(100)과 하부모듈(200)에서 배출되어 합쳐지는 공기 유동은 상방 또는 하방으로 치우쳐지지 않고 반경방향으로 용이하게 토출될 수 있다.
[하부팬 하우징의 상세구성]
상기 하부팬 하우징(220)에는, 상기 하부 팬(230)의 상측을 지지하는 하우징플레이트(221) 및 상기 하우징 플레이트(221)의 중앙부에 구비되며 상기 하부 팬(230)의 허브(231a)에 결합되는 허브 안착부(222)가 포함된다. 상기 허브 안착부(222)는 상기 허브(231a)의 형상에 대응하여, 상기 하우징 플레이트(221)로부터 하방으로 돌출될 수 있다. 그리고, 상기 허브 안착부(222)에는, 상기 하부모터 축(236a)이 관통하는 축 관통공(222a)이 형성될 수 있다.
상기 하부팬 하우징(220)에는, 상기 하우징 플레이트(221)로부터 하방으로 돌출되며 상기 하부 팬(230)의 외주면 중 적어도 일부를 둘러싸도록 배치되는 가이드 벽(223)이 더 포함된다. 상기 가이드 벽(223)은 상기 하우징 플레이트(151)의 상면에서 원주 방향으로 라운드지게 연장될 수 있다. 상기 하부 팬(230)의 높이(H2)가 상기 상부 팬(130)의 높이(H1)보다 작게 형성되므로, 상기 하부팬 하우징(220)의 가이드 벽(223)의 높이는 상기 하부팬 하우징(150)의 가이드 벽(153)의 높이보다 작을 수 있다.
[제 1 팬유로]
상기 가이드 벽(223)과 상기 하부 팬(230)의 외주면 중 적어도 일부분의 사이에는, 상기 하부 팬(230)을 통과한 공기가 유동하는 제 1 팬유로(234a)가 형성된다. 상기 제 1 팬유로(234a)는 원주 방향으로 유동하는 공기유로로서 이해될 수 있다. 즉, 상기 하부 팬(230)의 축방향으로 유입된 공기는 상기 하부 팬(230)의 반경방향으로 토출하며 상기 가이드 벽(223)에 의하여 가이드 되어 상기 제 1 팬유로(234a)를 따라 원주 방향으로 회전하면서 유동하게 된다.
상기 제 1 팬유로(234a)의 단면적은 공기의 회전방향으로, 점점 커지도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 제 1 팬유로(234a)는 스파이럴 형상을 가지도록 형성될 수 있다. 이를 "스파이럴 유동"이라 이름할 수 있다. 이러한 유동에 의하여, 상기 하부 팬(230)을 통과한 공기의 유동저항이 줄어들고 상기 상부 팬(230)으로부터 발생되는 소음을 저감시킬 수 있다.
[제 1 경사부]
상기 가이드 벽(223)에는, 상기 가이드 벽(223)의 일측 하단부로부터 상기 하우징 플레이트(221)를 향하여 상향 경사지게 연장되는 제 1 경사부(224)가 포함된다. 상기 상향 경사지는 방향은, 상기 제 1 팬유로(234a)에서의 공기 유동방향에 대응될 수 있다. 상기 제 1 경사부(224)의 구성에 의하여, 공기의 유동방향을 기준으로, 공기의 유동단면적이 점점 커지는 효과를 가질 수 있다.
[후크 및 후크 결합부의 작용]
상기 하우징 플레이트(221)에는, 상기 하부 커버(290)와 걸림이 이루어지는 후크(225a)가 포함된다. 상기 후크(225a)는 상기 하우징 플레이트(151)의 상면으로부터 돌출되어 일방향으로 절곡하는 형상, 일례로 "ㄱ" 형상을 가질 수 있다. 상기 하부 커버(290)에는, 상기 후크(225a)에 대응하는 형상의 후크 결합부(292b)가 구비된다.
[제 2 팬유로]
상기 하부 커버(290)가 상기 하부팬 하우징(220)에 결합된 상태에서, 상기 하부 팬(230)의 외주면 일부와 상기 하부 커버(290)의 내주면 사이에는, 상기 제 1 팬유로(234a)의 하류측에 위치되는 제 2 팬유로(234b)가 형성될 수 있다. 상기 제 2 팬유로(234b)는, 상기 제 1 팬유로(234a)으로부터 공기가 유동하는 원주 방향으로 연장될 수 있다. 따라서, 상기 제 1 팬유로(234a)를 거친 공기는 상기 제 2 팬유로(234b)를 유동할 수 있다.
상기 제 2 팬유로(234b)의 유동 단면적은 상기 제 1 팬유로(234a)의 유동 단면적보다 크게 형성될 수 있다. 따라서, 공기가 상기 제 1 팬유로(234a)로부터 상기 제 2 팬유로(234b)를 유동하는 과정에서 그 유동 단면적이 증가하므로, 상기 상부 팬(230)을 통과한 공기의 유동저항이 줄어들고 상기 하부 팬(230)으로부터 발생되는 소음을 저감시킬 수 있다.
[제 2 경사부]
상기 가이드 벽(223)에는, 상기 가이드 벽(223)의 타측 하단부로부터 상기 하우징 플레이트(221)를 향하여 상향 경사지게 연장되는 제 2 경사부(226)가 포함된다. 상기 상향 경사지는 방향은, 상기 제 2 팬유로(234b)에서의 공기 유동방향에 대응될 수 있다. 상기 제 2 경사부(226)를 컷오프(cut-off)라 이름할 수 있다. 상기 제 2 경사부(226)의 구성에 의하여, 공기의 유동방향을 기준으로, 공기의 유동단면적이 점점 커지는 효과를 가질 수 있다.
상기 제 1 경사부(224) 및 상기 제 2 경사부(226)는 상기 가이드 벽(223)의 양측 단부를 형성한다. 그리고, 상기 제 1 경사부(224)는 상기 제 1 팬유로(234a)와 상기 제 2 팬유로(234b)의 사이 영역에 구비되며, 상기 제 2 경사부(226)는 상기 제 2 팬유로(234b)와 유동 가이드부(227)의 사이 영역에 구비될 수 있다. 이와 같이, 공기 유동의 전환이 이루어지는 경계영역에, 상기 제 1,2 경사부(224,226)가 구비됨으로써, 공기의 유동성능이 개선될 수 있다.
[유동 가이드부]
상기 하부팬 하우징(220)에는, 상기 제 2 팬유로(234b)를 지난 공기를 가이드 하는 유동 가이드부(227)가 더 포함된다. 상기 유동 가이드부(227)는 상기 하우징 플레이트(221)의 저면으로부터 하방으로 돌출하도록 구비된다. 설명의 편의를 위하여, 상기 상부모듈(100)에 구비되는 유동 가이드부(160)를 "제 1 유동가이드부"라 하고, 상기 하부모듈(200)에 구비되는 유동 가이드부(227)를 "제 2 유동가이드부"라 이름한다.
그리고, 상기 유동 가이드부(227)는 상기 가이드 벽(223)의 외측면에 배치될 수 있다. 이러한 유동 가이드부(227)의 배치에 의하여, 상기 제 1,2 팬유로(234a,234b)를 경유하면서 원주방향으로 유동하는 공기는 상기 유동 가이드부(227)의 내부로 용이하게 유입될 수 있다. 상기 유동 가이드부(227)에는, 공기의 유동방향, 즉 원주방향으로 하향 경사지게 연장되는 가이드 본체(228)가 포함된다. 즉, 상기 가이드 본체(228)는 라운드면 또는 경사면을 포함한다.
상기 유동 가이드부(227)의 내부에는, 공기 유로가 형성된다. 상세히, 공기 유동방향을 기준으로 상기 유동 가이드부(227)의 전단부에는, 상기 제 2 팬유로(234b)를 경유한 공기가 유입되는 유입부(228a)가 형성된다. 상기 유입부(228a)는 개방된 공간부로서 이해될 수 있다. 상기 가이드 본체(228)는 상기 유입부(228a)로부터 상기 하우징 플레이트(221)의 상면을 향하여 상향 경사지게 연장될 수 있다.
[절개부]
상기 하우징 플레이트(221)에는, 절개부(221a)가 형성된다. 상기 절개부(221a)는 상기 하우징 플레이트(221)의 적어도 일부분이 상하 방향으로 관통되어 형성되는 부분으로서 이해된다. 상기 유입부(228a)는 상기 절개부(221a)의 하측에 위치될 수 있다.
상기 유입부(228a)는 상기 절개부(221a)와 함께 제 2 토출부(27)를 정의할 수 있다. 상기 제 2 토출부(27)는 상기 하우징 플레이트(221)의 하측에 존재하는 공기 유동, 즉 상기 제 1,2 팬유로(234a,234b)를 유동하는 공기를 상기 하우징 플레이트(221)의 상측으로 배출하기 위한 배출구로서 이해될 수 있다. 따라서, 상기 제 2 팬유로(234b)를 유동한 공기는 상기 제 2 토출부(27)를 통하여 상기 하우징 플레이트(221)의 상측으로 유동할 수 있다.
[제 2 토출 가이드부]
상기 하우징 플레이트(221)의 상면에는, 상기 제 2 토출부(27)를 통하여 배출된 공기유동을 반경방향으로 가이드 하는 제 2 토출 가이드부(229)가 구비된다. 상기 제 2 토출 가이드부(229)는 상기 하우징 플레이트(221)의 상면으로부터 상방으로 돌출되며, 상기 하우징 플레이트(221)의 중앙부로부터 외측 반경방향으로 연장될 수 있다. 상기 제 2 토출 가이드부(229)는 상기 제 2 토출부(27)의 출구측에 배치되며, 상기 제 1 토출 가이드부(158)의 하측에 위치할 수 있다.
상기 하우징 플레이트(221)에는, 상방으로 함몰되는 플레이트함몰부(229a)가 형성된다. 상기 플레이트함몰부(229a)에 의하여, 상기 제 2 토출가이드부(229)의 돌출된 형상이 구현될 수 있다. 일례로, 상기 하우징 플레이트(221)의 일부분을 상방으로 함몰시켜 상기 플레이트함몰부(229a)를 형성하는 방법으로, 상기 제 2 토출가이드부(229)를 구성할 수 있다.
또한, 상기 제 2 토출 가이드부(229)는, 상기 제 2 토출부(27)를 통하여 배출되는 공기의 유동손실을 최소화하여 유동경로를 전환시킬 수 있도록, 외주면이 양 방향으로 곡면을 이루도록 형성할 수 있다.
[제 2 토출 가이드부의 작용]
상기 제 2 토출부(27)를 통하여 배출되는 공기유동은 회전하는 성질을 가지는데, 상기 제 2 토출 가이드부(229)를 만나면 상기 제 2 토출 가이드부(229)에 의하여 반경방향으로 방향 전환되어 배출될 수 있다. 물론, 상기 제 2 토출 가이드부(229)와 함께, 상기 하부 에어가이드(210) 또한 반경방향으로의 공기 유동을 가이드 할 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 제 2 흡입부(23)를 통하여 상기 하부 팬(230)을 향하여 상방으로 흡입된 공기는 원주 방향으로 가이드 되어 회전력을 가지고 제 2 토출부(27)를 통하여 배출되며, 상기 제 2 토출 가이드부(229) 및 상기 하부 에어가이드(210)에 의하여 가이드 되어 상기 제 2 토출유로(28)를 통하여 반경방향으로 용이하게 토출될 수 있다.
[가이드 안착부]
상기 하우징 플레이트(221)의 상면에는, 상기 하부 에어가이드(210)가 안착되는 가이드 안착부(221c)가 구비된다. 상기 하부 에어가이드(210)는 상기 가이드 안착부(221c)에 안정적으로 지지될 수 있다. 그리고, 상기 가이드 안착부(221c)에는, 상기 하부 에어가이드(210)가 결합되는 제 2 가이드결합부(221d)가 구비된다. 소정의 체결부재는 상기 제 2 가이드결합부(221d)를 통하여 상기 하부 에어가이드(210)에 체결될 수 있다.
[상부오리피스 본체]
도 3과, 도 12 내지 도 14를 함께 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 상부 오리피스(240)는 상기 하부팬 하우징(220)의 하측에 결합된다. 상세히, 상기 상부 오리피스(240)에는, 개구된 중앙부(241a)를 가지는 상부오리피스 본체(241)가 포함된다. 상기 개구된 중앙부(241a)는 공기를 상기 하부 팬(230)으로 전달하는 공기 유로를 형성할 수 있다. 상기 개구된 중앙부(241a)에 의하여, 상기 상부오리피스 본체(241)는 대략 환형의 형상을 가질 수 있다.
[팬 가이드]
상기 상부 오리피스(240)에는, 상기 하부 팬(230)의 측판부(235)가 삽입되는 팬 가이드(242)가 포함된다. 상기 팬 가이드(244)는 상기 상부오리피스 본체(241)의 저면으로부터 하방으로 돌출될 수 있다. 상기 팬 가이드(244)는 상기 개구된 중앙부(241a)를 둘러싸도록 배치될 수 있다.
[모터지지부]
상기 상부 오리피스(240)에는, 상기 회전모터(270)를 지지하는 모터지지부(244)가 더 포함된다. 상기 모터지지부(244)는 상기 상부오리피스 본체(241)로부터 하방으로 돌출되며, 상기 회전모터(270)의 외주면을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 상기 회전모터(270)는 상기 상부오리피스 본체(241)의 저면에 지지되며 상기 모터지지부(244)에 삽입될 수 있다.
[구동장치]
상기 하부 모듈(200)에는, 구동력을 발생하여 상부 모듈(100) 및 하부 모듈(200)의 회전을 가이드 하는 구동장치가 포함된다. 상기 구동장치에 의하여, 상기 상부 모듈(100) 및 하부 모듈(200)은 일체로 회전할 수 있다.
상기 구동장치에는, 회전모터(270) 및 기어(272,276)가 포함된다. 상기 기어(272,276)에는 피니언 기어(272) 및 랙 기어(276)가 포함될 수 있다.
상기 회전모터(270)에는, 피니언 기어(272)가 결합될 수 있다. 상기 피니언 기어(272)는 상기 회전모터(270)의 하측에 배치되며, 상기 회전모터(270)의 모터축(270a)에 결합될 수 있다. 상기 회전모터(270)가 구동하면, 상기 피니언 기어(272)는 회전할 수 있다.
상기 피니언 기어(272)는 랙 기어(276)와 연동할 수 있다. 상기 랙 기어(276)는 상기 피니언 기어(272)보다 유동 발생장치(10)의 내측 방향으로 위치할 수 있다. 그리고 상기 랙 기어(276)는 상기 하부 오리피스(280)에 고정된다.
상기 랙 기어(276)는 고정된 구성이므로 상기 피니언 기어(272)가 회전하면, 상기 회전모터(270)와 상기 피니언 기어(272)는 상기 상부 오리피스(240)의 개구된 중앙부(241a)의 중심을 기준으로 회전, 즉 공전하게 된다. 그리고, 상기 회전모터(270)를 지지하는 상기 상부 오리피스(240)는 자전하게 된다.
[제 2 서포터결합부]
상기 상부 오리피스(240)에는, 상기 제 2 서포터(267)에 결합되는 제 2 서포터결합부(248)가 더 포함된다. 상기 제 2 서포터결합부(248)는 상기 상부 오리피스(240)의 중앙부(241a) 내주면에 구비될 수 있다. 상기 제 2 서포터(267)에는, 상기 제 2 서포터결합부(248)에 결합되는 제 2 체결부(267d)가 포함된다. 소정의 체결부재는 상기 제 2 서포터결합부(248)를 통하여 상기 제 2 체결부(267d)에 체결될 수 있다.
[커버결합부]
상기 상부 오리피스(240)에는, 상기 하부 커버(290)에 결합되는 커버결합부(249)가 더 포함된다. 상기 커버결합부(249)는, 상기 상부오리피스 본체(241)의 테두리부에 다수 개가 구비될 수 있다. 상기 다수 개의 커버결합부(249)는 원주 방향으로 이격하여 배치될 수 있다.
[오리피스결합부]
상기 하부 커버(290)에는, 상기 커버결합부(249)에 결합되는 오리피스결합부(292a)가 구비된다. 상기 오리피스결합부(292a)는 상기 하부 커버(290)의 내주면에 배치되며, 상기 커버결합부(249)의 수에 대응하여 다수 개가 구비될 수 있다. 소정의 체결부재는 상기 오리피스결합부(292a)를 통하여 상기 커버결합부(249)에 체결될 수 있다.
[벽지지부]
상기 상부 오리피스(240)에는, 상기 하부팬 하우징(220)의 가이드 벽(223)을 지지하는 벽지지부(246)가 더 포함된다. 상기 벽지지부(246)는, 상기 상부오리피스 본체(241)의 상면으로부터 상방으로 돌출하도록 구비될 수 있다. 그리고, 상기 벽지지부(246)는, 상기 가이드 벽(223)의 외주면을 지지할 수 있다.
[하부 오리피스 본체]
도 15 내지 도 17을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 히터 어셈블리(260)는 하부 오리피스(280)에 장착될 수 있다. 상기 하부 오리피스(280)에는, 개구된 중앙부(281a)를 가지는 하부오리피스 본체(281)가 포함된다. 상기 개구된 중앙부(281a)는 상기 제 2 흡입부(23)를 통하여 흡입된 공기를 상기 상부 오리피스(240)의 개구된 중앙부(241a)로 전달하는 공기 유로를 형성할 수 있다. 상기 개구된 중앙부(281a)에 의하여, 상기 하부오리피스 본체(281)는 대략 환형의 형상을 가질 수 있다.
[랙 결합부]
상기 하부 오리피스(280)에는, 상기 랙 기어(276)에 결합되는 랙 결합부(285)가 더 포함된다. 상기 랙 결합부(285)는 상기 하부오리피스 본체(281)의 상면으로부터 상방으로 돌출되며, 랙 체결부재(286)가 삽입될 수 있는 삽입 홈을 가진다. 상기 랙 체결부재(286)는 상기 랙 기어(276)를 관통하여 상기 랙 결합부(285)에 체결될 수 있다.
[브라켓지지부]
상기 히터 어셈블리(260)에는, 히터(261) 및 상기 히터(261)의 양측을 지지하는 히터 브라켓(263)이 포함된다. 상기 개구된 중앙부(281a)에는, 히터(261)가 삽입될 수 있다.
상기 하부오리피스 본체(281)에는, 상기 히터 브라켓(263)이 장착되는 브라켓지지부(282)가 더 포함된다. 상기 브라켓지지부(282)는 상기 하부오리피스 본체(281)의 양측에 구비될 수 있다. 상기 히터 브라켓(263)은 소정의 체결부재에 의하여, 상기 브라켓지지부(282)에 체결될 수 있다.
[롤러지지부]
상기 하부오리피스 본체(281)의 상부에는, 상기 롤러(278)를 지지하는 롤러지지부(286)가 구비된다. 상기 상부 오리피스(240)가 회전하는 과정에서, 상기 롤러(278)는 상기 상부 오리피스(240)에 접촉하여 구름작용을 수행할 수 있다.
[제 1 서포터결합부]
상기 하부오리피스 본체(281)에는, 제 1 서포터(265)에 결합되는 제 1 서포터결합부(283)가 구비된다. 상기 제 1 서포터결합부(283)는 상기 중앙부(241a)의 테두리측에 구비될 수 있다. 상기 제 1 서포터(265)에는, 상기 제 1 서포터결합부(283)에 결합되는 제 1 체결부(265e)가 포함된다. 소정의 체결부재는 상기 제 1 서포터결합부(283)를 통하여 상기 제 1 체결부(265e)에 체결될 수 있다.
[제 1 서포터]
상기 제 1 서포터(265)는 상기 하부 오리피스(280)의 상측에 배치된다. 그리고, 상기 제 1 서포터(265)는 상기 히터 어셈블리(260)의 상측에 놓여질 수 있다. 상기 제 1 서포터(265)는 금속재질, 일례로 알루미늄 재질로 구성될 수 있다.
상기 제 1 서포터(265)는 상기 하부모듈(200) 중 회전하는 부품을 지지한다. 그리고, 상기 제 1 서포터(265)는 상기 제 2 서포터(267)와 함께 상기 하부모듈(200)의 상부에 배치되는 부품들이 상기 히터 어셈블리(260)에 직접 접촉되지 않도록 보호하는 기능을 수행한다. 즉, 상기 제 1,2 서포터(265,267)는 상기 하부 팬(130) 및 하부팬 하우징(220)이 상기 히터 어셈블리(260)로부터 이격하여 위치될 수 있도록 가이드 한다.
상기 제 1 서포터(265)에는, 대략 링 형상을 가지는 제 1 서포터본체(265a)와, 상기 제 1 서포터본체(265a)의 내주면 일 지점으로부터 타 지점으로 연장되는 제 1 서포터프레임(265c)이 포함된다. 상기 제 1 서포터프레임(265c)은 복수 개가 구비되며, 상기 복수 개의 제 1 서포터프레임(265c)은 서로 교차하도록 배치될 수 있다.
상기 복수 개의 제 1 서포터프레임(265c)이 교차하는 부분에는, 서포터중심부(265b)가 구비된다. 상기 서포터중심부(265b)에는, 제 2 서포터(267)의 회전중심부(267b)가 삽입되도록 구성될 수 있다. 그리고, 상기 서포터중심부(265b)에는, 상기 베어링(275)이 제공될 수 있다. 정리하면, 상기 회전중심부(267b)의 외측에는 상기 베어링(275)이 구비되어 상기 회전중심부(267b)가 상기 서포터중심부(265b) 내에서 회전할 때, 용이한 회전을 가이드 할 수 있다.
[제 2 서포터]
상기 하부 오리피스(280)와, 상기 히터 어셈블리(260) 및 제 1 서포터(265)는 고정된 구성이며, 상기 제 2 서포터(267) 및 상기 제 2 서포터(267)의 상측에 구비되는 부분, 즉 하부 팬(230), 하부팬 하우징(220) 및 상부 오리피스(240)등은 회전(자전)할 수 있다.
상기 제 2 서포터(267)에는, 대략 링 형상을 가지는 제 2 서포터본체(267a)와, 상기 제 2 서포터본체(267a)의 내주면 일 지점으로부터 상기 제 2 서포터본체(267a)의 중심부로 연장되는 제 2 서포터프레임(267c)이 포함된다. 상기 제 2 서포터프레임(267c)은 복수 개가 구비되며, 상기 복수 개의 제 2 서포터프레임(267c)은 상기 제 2 서포터본체(267a)의 중심부에서 만날 수 있다.
상기 제 2 서포터본체(267a)의 중심부에는, 상기 제 2 서포터(267)의 회전중심을 형성하는 회전중심부(267b)가 구비된다. 상기 회전중심부(267b)는 상기 제 2 서포터(267)의 회전중심축을 형성한다. 그리고, 상기 회전중심부(267b)는 상기 제 2 서포터본체(267a)의 중심부로부터 하방으로 돌출되며, 상기 제 1 서포터(265)의 중심부(265b)에 회전 가능하게 삽입될 수 있다.
[제 2 서포터와 록킹부의 배치구조]
상기 복수 개의 제 2 서포터프레임(267c)의 상면에는, 하방으로 함몰되는 단차부(267e)가 형성된다. 상기 단차부(267e)는 상기 록킹부(239)의 단차진 형상에 대응하는 형상을 가진다. 상기 단차부(267e)는 상기 록킹부(239)의 하측에 위치될 수 있다.
상세히, 도 18를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 하부 팬(230)의 상측에는 하부모터(236)가 배치되며, 하부모터 축(236a)은 상기 하부모터(236)의 저면으로부터 하방으로 연장되며 상기 하부 팬(230)에 결합된다. 상기 하부 팬(230)에는, 상기 하부모터 축(236a)이 관통하는 축 결합부(234)가 구비된다. 상기 축 결합부(234)는 상기 하부 팬(230)의 허브(231a)로부터 상방으로 돌출될 수 있다.
상기 하부모터 축(236a)은 상기 축 결합부(234)를 관통하여 상기 하부 팬(230)의 하측으로 돌출되며, 상기 록킹부(239)에 결합된다. 상기 록킹부(239)의 저면은 상기 하부 팬(230)의 허브(231a) 형상에 대응하여 돌출 또는 단차진 형상을 가질 수 있다.
상기 록킹부(239)의 하측에는 상기 제 2 서포터(267)의 단차부(267e)가 위치될 수 있다. 따라서, 상기 록킹부(239)와 상기 제 2 서포터(267) 간에 간섭이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 상기 록킹부(239)의 저면과 상기 제 2 서포터(267)의 단차부(267e)는 설정거리(S1)만큼 이격될 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 상기 하부 팬(230)이 구동하는 과정에서 진동이 발생하더라도 상기 하부 팬(230) 또는 록킹부(239)와 상기 제 2 서포터(267) 간에 간섭이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
[상부모듈에서의 공기유동]
도 19 및 도 20는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 상부모듈에서 팬을 통과한 공기가 배출되는 모습을 보여주는 도면이다.
도 2와, 도 19 및 도 20를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 상부 팬(130)이 구동되면, 공기는 상기 상부모듈(100)의 제 1 흡입부(21)를 통하여 흡입되며 상기 상부 팬(130)을 통과하여 제 1 토출부(25)에서 배출되는 유동, 즉 제 1 공기유동(Af1)이 발생될 수 있다.
상세히, 상기 상부 팬(130)의 회전에 따라, 공기는 상기 상부모듈(100)의 상부에 구비되는 제 1 흡입부(21)를 통하여 하방으로 흡입된다. 상기 제 1 흡입부(21)를 통하여 흡입된 공기는 상기 제 1 프리필터(105)를 거쳐 상기 상부 팬(130)의 축방향으로 흡입된다.
상기 상부 팬(130)의 축방향으로 유입된 공기는 상기 상부 팬(130)의 반경방향으로 토출하며 상기 상부팬 하우징(150)의 가이드 벽(153)에 의하여 가이드 되어 제 1 팬유로(138a)를 따라 원주 방향으로 회전하면서 유동하게 된다. 그리고, 상기 제 1 팬유로(138a)를 통과한 공기는, 상기 제 1 팬유로(138a)의 하류측에 위치되는 제 2 팬유로(138b)를 통하여 원주 방향으로 유동할 수 있다.
상기 제 2 팬유로(138b)의 유동 단면적은 상기 제 1 팬유로(138a)의 유동 단면적보다 크게 형성되므로, 상기 상부 팬(130)을 통과한 공기의 유동저항이 줄어들고 상기 상부 팬(130)으로부터 발생되는 소음을 저감시킬 수 있다.
상기 제 2 팬유로(138b)를 통과한 공기는 상기 제 1 토출부(25)를 통하여 배출되어 상기 하우징 플레이트(151)의 하측으로 유동한다. 이 때, 상기 제 1 토출부(25)를 통하여 배출되는 공기의 유동방향은 제 2 토출부(27)를 향하는 방향일 수 있다. 그리고, 상기 제 1 토출부(25)에서 배출된 공기는 상기 유동 가이드부(160)에 의하여 가이드 되어 원주 방향으로 용이하게 유동될 수 있다.
상기 유동 가이드부(160)를 따라 유동하는 공기는 상기 하우징 플레이트(151)의 하측에 구비되는 제 1 토출 가이드부(158)에 의하여 방향 전환될 수 있다. 상세히, 상기 원주 방향으로 유동하는 공기는 상기 제 1 토출 가이드부(158)를 만나면서 반경방향 외측으로 유동할 수 있다. 이 때, 상기 제 1 토출 가이드부(158)와 함께, 상기 상부 에어가이드(180) 또한 반경방향으로의 공기 유동을 가이드 할 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 상기 상부 팬(130)을 통과한 공기는 상부팬 하우징(150) 및 상부 커버(120)에 의하여 원주 방향으로 가이드 되어 회전력을 가지고 제 1 토출부(25)를 통하여 배출된다. 그리고, 상기 배출된 공기는 상기 제 1 토출 가이드부(158) 및 상기 상부 에어가이드(180)에 의하여 가이드 되어 반경방향으로 용이하게 배출될 수 있다.
한편, 상기 가이드 벽(153)의 외측에는 공기 중 미생물의 제균을 위한 이오나이저(179)가 설치되는 이오나이저 장착부(168)가 형성된다. 상기 이오나이저(179)는 상기 제 1 팬유로(138a) 또는 상기 제 2 팬유로(138b)를 향하여 음이온을 방출할 수 있다. 따라서, 상기 상부모듈(100)을 통과하는 공기는 상기 이오나이저(179)를 통하여 제균될 수 있으므로, 사용자에게 깨끗한 공기를 공급할 수 있다는 장점이 있다.
[하부모듈에서의 공기유동]
도 21 및 도 22은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 하부모듈에서 팬을 통과한 공기가 배출되는 모습을 보여주는 도면이고, 도 23는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 상부모듈 및 하부모듈에서 배출되는 공기의 유동모습을 보여주는 도면이다.
도 2와, 도 21 및 도 22를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 하부 팬(230)이 구동되면, 공기는 상기 상부모듈(200)의 제 2 흡입부(23)를 통하여 흡입되며 상기 하부 팬(230)을 통과하여 제 2 토출부(27)에서 배출되는 유동, 즉 제 2 공기유동(Af2)이 발생될 수 있다.
상세히, 상기 하부 팬(230)의 회전에 따라, 공기는 상기 하부모듈(200)의 하부에 구비되는 제 2 흡입부(23)를 통하여 상방으로 흡입된다. 상기 제 2 흡입부(23)를 통하여 흡입된 공기는 상기 제 2 프리필터(295)를 거쳐 상기 하부 팬(230)의 축방향으로 흡입된다.
상기 하부 팬(230)의 축방향으로 유입된 공기는 상기 하부 팬(230)의 반경방향으로 토출하며 상기 하부팬 하우징(220)의 가이드 벽(223)에 의하여 가이드 되어 제 1 팬유로(234a)를 따라 원주 방향으로 회전하면서 유동하게 된다. 그리고, 상기 제 1 팬유로(234a)를 통과한 공기는, 상기 제 1 팬유로(234a)의 하류측에 위치되는 제 2 팬유로(234b)를 통하여 원주 방향으로 유동할 수 있다.
상기 제 2 팬유로(234b)의 유동 단면적은 상기 제 1 팬유로(234a)의 유동 단면적보다 크게 형성되므로, 상기 하부 팬(230)을 통과한 공기의 유동저항이 줄어들고 상기 하부 팬(230)으로부터 발생되는 소음을 저감시킬 수 있다.
상기 제 2 팬유로(234b)를 통과한 공기는 상기 제 2 토출부(27)를 통하여 배출되어 상기 하우징 플레이트(221)의 상측으로 유동한다. 이 때, 상기 제 2 토출부(27)를 통하여 배출되는 공기의 유동방향은 제 1 토출부(25)를 향하는 방향일 수 있다. 그리고, 상기 제 2 토출부(27)에서 배출된 공기는 상기 유동 가이드부(227)에 의하여 가이드 되어 원주 방향으로 용이하게 유동될 수 있다.
상기 유동 가이드부(227)를 따라 유동하는 공기는 상기 하우징 플레이트(221)의 상측에 구비되는 제 2 토출 가이드부(229)에 의하여 방향 전환될 수 있다. 상세히, 상기 원주 방향으로 유동하는 공기는 상기 제 2 토출 가이드부(229)를 만나면서 반경방향 외측으로 유동할 수 있다. 이 때, 상기 제 2 토출 가이드부(229)와 함께, 상기 하부 에어가이드(210) 또한 반경방향으로의 공기 유동을 가이드 할 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 상기 하부 팬(230)을 통과한 공기는 하부팬 하우징(220) 및 하부 커버(290)에 의하여 원주 방향으로 가이드 되어 회전력을 가지고 제 2 토출부(27)를 통하여 배출된다. 그리고, 상기 배출된 공기는 상기 제 2 토출 가이드부(229) 및 상기 상부 에어가이드(210)에 의하여 가이드 되어 반경방향으로 용이하게 배출될 수 있다.
[제 1,2 토출부를 통한 공기의 집중 배출]
도 23를 참조하면, 상기 제 2 토출부(27)는 에어가이드(180,210)를 기준으로, 상기 제 1 토출부(25)와 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 그리고, 상기 제 2 토출부(27)를 향하는 공기유동은 제 1 토출부(25)를 향하는 방향으로 공기를 토출할 수 있다. 달리 말하면, 상기 제 1 토출부(25)에서 배출되는 제 1 공기와, 상기 제 2 토출부(27)에서 배출되는 제 2 공기는 서로 가까워지도록 유동할 수 있다.
그리고, 제 1 토출부(25)에서 토출된 공기는 상기 제 1 토출 가이드부(158) 및 상기 상부 에어가이드(180)에 의하여 가이드 되어 제 1 토출유로(26)로 배출되며, 상기 제 2 토출부(27)에서 토출된 공기는 상기 제 2 토출 가이드부(229) 및 상기 하부 에어가이드(229)에 의하여 가이드 되어 제 2 토출유로(28)로 배출될 수 있다.
이때, 상기 제 2 토출 가이드부(229)는 상기 제 1 토출 가이드부(158)의 바로 하측에 위치할 수 있으므로, 상기 제 1,2 토출유로(26,28)를 유동하는 공기는 집중되어 외부로 배출될 수 있다. 이러한 공기의 유동에 의하면, 상기 유동 발생장치(10)에 작용하는 유동 압력이 균형을 이룰 수 있으므로 유동 발생장치(10)의 진동 또는 소음이 저감될 수 있다.
상기 제 2 토출부(27)를 통하여 배출되는 공기는 상기 제 2 유동가이드부(227) 및 상기 제 2 토출 가이드부(229)에 의하여 상기 제 2 토출유로(28)를 향하여 반경 방향으로 용이하게 토출될 수 있다.
상기 하부모듈(200)에는 상기 하부모듈(200)을 통과한 공기를 가열하기 위한 히터 어셈블리(260)가 더 포함된다. 상기 히터 어셈블리(260)는 상기 제 2 송풍팬(230)의 흡입측에 배치되며, 상기 히터 어셈블리(260)에서 가열된 공기는 상기 제 2 송풍팬(230)을 통과하게 된다. 상기 히터 어셈블리(260)에 의하여, 사용자에게 따뜻한 공기를 공급할 수 있다는 장점이 있다. 그리고, 상기 히터 어셈블리(260)가 상기 하부모듈(200)에 구비됨으로써, 상기 히터 어셈블리(260)에서 발생되는 열이 상방으로 유동하는 공기에 용이하게 작용할 수 있게 된다.
[제 1,2 토출부를 통하여 배출되는 공기의 유동방향]
상기 상부 팬(130)의 회전방향과, 상기 하부 팬(230)의 회전방향은 반대방향을 형성할 수 있다.
일례로, 상기 유동발생 장치(10)를 위에서 바라보았을 때, 상기 제 1 토출부(25)에서 토출되는 공기는 시계방향 및 반시계방향 중 어느 일 방향으로 회전한다. 반면에, 상기 제 2 토출부(27)에서 토출되는 공기는 시계방향 및 반시계방향 중 어느 타 방향으로 회전한다.
따라서, 상기 상부 팬(130)을 통과하여 상기 상부팬 하우징(150)의 하측으로 배출되는 공기는 상기 제 1 토출가이드부(158)의 일측면에 의하여 가이드 되어 반경방향으로 토출될 수 있다. 반면에, 상기 하부 팬(230)을 통과하여 상기 하부팬 하우징(220)의 상측으로 배출되는 공기는 상기 제 2 토출가이드부(229)의 일측면에 의하여 가이드 되어 반경방향으로 토출될 수 있다.
일례로, 상기 상부 팬(130)을 통과한 공기가 시계방향으로 회전하면서 상기 제 1 토출가이드부(158)로 이동하는 경우, 공기는 상기 제 1 토출가이드부(158)의 우측면에 의하여 가이드 되어 반경방향으로 토출된다. 그리고, 상기 하부 팬(230)을 통과한 공기가 반시계방향으로 회전하면서 상기 제 2 토출가이드부(229)로 이동하는 경우, 공기는 상기 제 2 토출가이드부(229)의 좌측면에 의하여 가이드 되어 반경방향으로 토출된다.
반대로, 상기 상부 팬(130)을 통과한 공기가 반시계방향으로 회전하면서 상기 제 1 토출가이드부(158)로 이동하는 경우, 공기는 상기 제 1 토출가이드부(158)의 좌측면에 의하여 가이드 되어 반경방향으로 토출된다. 그리고, 상기 하부 팬(230)을 통과한 공기가 시계방향으로 회전하면서 상기 제 2 토출가이드부(229)로 이동하는 경우, 공기는 상기 제 2 토출가이드부(229)의 우측면에 의하여 가이드 되어 반경방향으로 토출된다.
이러한 구성에 의하면, 상기 상부모듈(100)에서 발생되는 공기의 유동방향과, 상기 하부모듈(200)에서 발생되는 공기의 유동방향이 서로 반대가 될 수 있고 이에 따라 공기유동에 의하여 유동 발생장치(10)에서 발생되는 진동이 서로 상쇄될 수 있다. 결국, 상기 유동 발생장치(10)의 진동 및 그에 따른 소음이 저감될 수 있다.
[용어의 정의]
상기 상부모듈(100) 및 상기 하부모듈(200)을 각각 "제 1 모듈" 및 "제 2 모듈"이라 이름할 수 있다. 상기 상부모듈(100)에 구비되는 상부 팬(130), 상부팬 하우징(150), 상부 에어가이드(180) 및 상부 커버(120)를 각각 "제 1 팬", "제 1 팬 하우징", "제 1 에어가이드" 및 "제 1 커버"라 이름하고, 상기 하부모듈(200)에 구비되는 하부 팬(230), 하부팬 하우징(220), 하부 에어가이드(210) 및 하부 커버(290)를 "제 2 팬", "제 2 팬 하우징", "제 2 에어가이드" 및 "제 2 커버"라 이름할 수 있다.
[유동 발생장치의 회전작용]
도 24는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유동 발생장치의 고정되는 부분(F)과, 회전되는 부분(R)을 보여주는 단면도이고,
도 24를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유동 발생장치(10)에는, 일 위치에 고정되는 장치 고정부(F) 및 회전하는 움직임을 수행하는 장치 회전부(R)가 포함될 수 있다. 상기 장치 회전부(R)는 축방향을 기준으로 시계방향 또는 반시계방향으로 회전될 수 있다.
상기 장치 고정부(F)에는, 하부 모듈(100) 중 하부 오리피스(280), 랙 기어(276) 및 히터 어셈블리(260)가 포함된다. 그리고, 상기 장치 회전부(R)에는, 상부 모듈(100)과, 상기 하부 모듈(100) 중 상기 고정되는 부분(R)을 제외한 나머지 부분인 것으로 이해될 수 있다.
[제어부]
도 25는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유동 발생장치의 제어부 연결을 도시한 블럭도이다.
도 25을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유동 발생장치(10)는 제어부(400)를 더 포함할 수 있다. 상세히, 상기 제어부(400)는 상기 메인PCB(215)가 구비되는 PCB장치로 이해할 수 있다.
상기 제어부(400)는 상기 상부팬(130)과 상기 하부팬(230)의 회전속도를 조절할 수 있다. 상세히, 상기 제어부(400)는 상기 상부팬(130)과 연결된 상기 상부모터(170) 및 상기 하부팬(230)과 연결된 상기 하부모터(236)의 회전수(RPM : Revolution per Minute)를 제어할 수 있도록, 상기 상부모터(170) 및 상기 하부모터(236)와 연결될 수 있다.
상기 제어부(400)가 상기 상부모터(170)의 회전수 및 상기 하부모터(236)의 회전수를 조절함으로써, 상기 본체(20)로부터 토출되는 기류의 상하방향이 조절될 수 있다.
[제 3 기류 정의]
한편, 본 발명의 실시예에 따른 본체(20)에서는 제 1 기류, 제 2 기류 및 제 3 기류가 생성될 수 있다.
상기 제 1 기류는 상기 제 1 공기유동(Af1)으로 이해할 수 있으며, 상기 제 2 기류는 상기 제 2 공기유동(Af2)으로 이해할 수 있다.
정리하면, 상기 제 1 기류는 상기 본체(20)의 상측에 배치된 공기가 상기 상부모듈(100)의 상부에 배치된 상기 제 1 흡입부(21)를 통해 유입되어 상기 제 1 토출부(25)를 통해 토출되는 기류로 정의할 수 있다. 보다 상세히, 상기 제 1 기류는 상기 상부모터(170)에 의해 상기 상부팬(130)이 회전하면, 상기 제 1 흡입부(21)의 상단으로 공기가 유입되고, 유입된 공기가 상기 상부팬(130)에 의해 하방으로 유동한 뒤 상기 제 1 토출부(25)를 통해 상부모듈(100)의 하단으로 토출되는 기류로 이해할 수 있다.
또한, 상기 제 2 기류는 상기 본체(20)의 하측에 배치된 공기가 상기 하부모듈(200)의 하부에 배치된 제 2 흡입부(23)를 통해 유입되어 상기 제 2 토출부(27)를 통해 토출되는 기류로 정의할 수 있다. 보다 상세히, 상기 제 2 기류는 상기 하부모터(236)에 의해 상기 하부팬(230)이 회전하면, 상기 제 2 흡입부(23)의 하단으로 공기가 유입되고, 유입된 공기가 상기 하부팬(230)에 의해 상방으로 유동한 뒤 상기 제2 토출부(27)를 통해 상기 하부모듈(200)의 상단으로 토출되는 기류로 이해할 수 있다.
이 경우, 상기 제 1 기류 및 상기 제 2 기류는 서로 마주보는 방향으로 가까워지도록 유동할 수 있다. 상기 제 1 기류의 방향과 상기 제 2 기류의 방향은 서로 가까워지는 방향, 즉 상기 본체(20)의 중심방향으로 유동할 수 있다.
상기 제 1 기류 및 상기 제 2 기류가 상기 본체(20)의 외측으로 토출되는 경우, 즉, 상부 에어가이드(180) 및 하부 에어가이드(210)에 의해 외측 반경방향으로 공기의 유동방향이 전환되어 토출될 때, 상기 제 1 기류 및 상기 제 2 기류는 합쳐져서 토출될 수 있다.
상세히, 상기 제 1 토출부(25) 및 상기 제 2 토출부(27)가 상하로 서로 마주보도록 배치된 경우, 상기 상부모듈(100)의 하단으로 토출되는 상기 제 1 기류와 상기 하부모듈(200)의 상단으로 토출되는 상기 제 2 기류는 상기 에어가이드(180,210)에 의해 유동이 변화하면서 합쳐져, 상기 본체의 외측으로 토출될 수 있다. 이 경우, 상기 제 1 기류 및 상기 제 2 기류가 합쳐진 기류를 제 3 기류로 정의할 수 있다.
그리고, 상기 제 1 기류 및 상기 제 2 기류의 세기 차이에 따라 외측으로 토출되는 제 3 기류의 상하 방향이 결정될 수 있다.
한편, 제 3 기류는 상기 제 1 기류 및 제 2 기류의 토출방향이 서로 동일한 방향인 경우에만 수행될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 상기 제 1 토출부(25) 및 상기 제 2 토출부(27)는 에어가이드(180,210)를 기준으로 서로 마주보도록 배치된 것을 기준으로 설명한다.
[상방운전]
도 26은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유동 발생장치의 상방운전 동작을 도시한 도면이다.
도 26을 참조하면, 상기 상방운전에서 상기 제 3 기류가 상기 에어가이드(180,210)의 상측으로 토출되도록 하기 위해, 상기 제어부(400)는 상기 제 2 기류(실선)가 상기 제 1 기류(점선)보다 토출부를 통해 토출되는 공기의 유량이 크도록 상기 하부팬(230)의 회전속도를 제어할 수 있다.
보다 상세히, 상기 제어부(400)는 상기 하부팬(230)에 의해 상기 제 2 토출부(27)로 토출되는 유량이 상기 상부팬(130)에 의해 상기 제 1 토출부(25)로 토출되는 유량보다 크도록, 상기 하부모터(236)의 회전 수를 상기 상부모터(170)의 회전 수보다 크게 제어함으로써, 상기 제 3 기류가 상기 에어가이드(180,210)의 상측으로 토출될 수 있도록 한다.
그리고, 상기 상방운전에서 상기 하부팬(230) 및 상부팬(130)의 회전속도는 미리 설정되어 저장수단에 테이블 형식으로 저장될 수 있다. 따라서, 상기 하부팬(230)의 크기가 상부팬(130)보다 작은 경우, 동일한 팬 회전속도에서 토출되는 유량은 상부팬(130)에 의한 유량이 하부팬(230)보다 더 많기 때문에, 상기 제어부(400)는, 저장수단으로부터 미리 설정된 하부팬(230)의 회전속도와 상부팬(130)의 회전속도를 읽어서, 상기 하부팬(230)에 의한 유량이 상기 상부팬(130)보다 더 많아지도록 각각의 팬 속도를 제어할 수 있을 것이다.
일례로, 상기 제어부(400)는 상기 상부모터(170)의 회전수와 상기 하부모터(236)의 회전 수 비를 약 1:2로 제어하여, 상기 제 3 기류를 상기 에어가이드(180,210)의 상측으로 토출되도록 할 수 있다. 상세히, 상기 제어부(400)는 상기 상부팬(130) 회전속도를 600rpm, 상기 하부팬(230)의 회전속도를 1300rpm로 조절하여 제어할 수 있다.
상기 회전 속도와 회전 수, 회전 비는 하나의 예시일 뿐, 사용되는 모터의 종류나 팬의 규격 등에 따라 달라질 수 있다.
이에 의하면, 상기 상부팬(130)에 의해 상기 상부모듈(100)에서 생성된 상기 제 1 기류의 세기보다 상기 하부팬(230)에 의해 상기 하부모듈(200)에서 생성된 상기 제 2 기류의 세기가 커지게 되면, 상기 에어가이드(180,280)를 통해 토출되는 상기 제 2 기류가 상기 제 1 기류를 상방으로 밀어올리게 된다. 따라서, 상기 제 1 기류 및 상기 제 2 기류가 합쳐진 제 3 기류는 상기 에어가이드(180,210)의 상측으로 토출되게 된다.
[하방운전]
도 27은 본 발명의 실시에에 따른 유동 발생장치의 하방운전 동작을 도시한 도면이다.
도 27을 참조하면, 상기 하방운전 상태에서 상기 제 3 기류가 상기 에어가이드(180,210)의 하측으로 토출되도록 하기 위해, 상기 제어부(400)는 상기 제 1 기류(실선)가 상기 제 2 기류(점선)보다 토출부에서 토출되는 공기의 유량이 크도록 상기 상부팬(130)의 회전속도를 제어할 수 있다. 즉, 상기 상부팬(130)의 회전속도를 상기 하부팬(230)의 회전속도보다 더 크게 조절할 수 있다.
상기 제어부(400)는 상기 상부팬(130)에 의해 상기 제 1 토출부(25)로 토출되는 공기의 유량이 상기 하부팬(230)에 의해 상기 제 2 토출부(27)로 토출되는 유량보다 크도록 상기 상부모터(170)의 회전수를 상기 하부모터(236)의 회전수보다 크게 제어함으로써, 상기 제 3 기류가 상기 에어가이드(180,210)의 하측으로 토출될 수 있도록 한다.
그리고, 상기 하방운전에서 상기 하부팬(230) 및 상부팬(130)의 회전속도는 미리 설정되어 저장수단에 테이블 형식으로 저장될 수 있다. 따라서, 상기 하부팬(230)의 크기가 상부팬(130)보다 작은 경우, 동일한 팬 회전속도에서 토출되는 유량은 상부팬(130)에 의한 유량이 하부팬(230)보다 더 많기 때문에, 상기 제어부(400)는, 저장수단으로부터 미리 설정된 하부팬(230)의 회전속도와 상부팬(130)의 회전속도를 읽어서, 상기 상부팬(130)에 의한 토출되는 공기의 유량이 상기 하부팬(230)보다 더 많아지도록 각각의 팬 속도를 제어할 수 있을 것이다.
일 예로, 상기 제어부(400)는 상기 상부모터(170)의 회전수와 상기 하부모터(236)의 회전 수 비를 약 2:1로 제어하여, 상기 제 3 기류를 상기 에어가이드(180,210) 하측으로 토출할 수 있다. 상세히, 상기 제어부(400)는 상기 상부팬(130)의 회전속도를 1200rpm, 상기 하부팬(230)의 회전속도를 650rpm로 제어할 수 있다.
상기 회전 속도와 회전 수, 회전 비는 하나의 예시일 뿐, 사용되는 모터의 종류나 팬의 규격 등에 따라 달라질 수 있다.
이에 의하면, 상기 상부팬(130)에 의해 상기 상부모듈(100)에서 생성된 상기 제 1 기류의 세기가 상기 하부팬(230)에 의해 상기 하부모듈(200)에서 생성된 상기 제 2 기류의 세기보다 크기 때문에, 상기 에어가이드(180,210)를 통해 토출되는 상기 제 1 기류가 상기 제 2 기류를 하방으로 누르면서 토출될 수 있다. 이에 의하면, 상기 제 1 기류 및 상기 제 2 기류에 의해 형성된 제 3 기류는 상기 에어가이드(180,210)의 하측으로 토출되게 된다.
[왕복운전]
도 28은 본 발명의 실시예에 따른 유동 발생장치의 왕복운전 동작을 도시한 도면이다.
도 28를 참조하면, 상기 제어부(400)는 상기 상부모터(170)의 회전수 및 상기 하부모터(236)의 회전수를 일정하게 가변시킴으로써, 상기 본체(20)로부터 토출되는 제 3 기류의 상하방향을 시간에 따라 변화시킬 수 있다.
상세히, 상기 제어부(400)는, 상기 상부모터(170)의 회전수를 기설정된 제 1 설정범위 내에서 가변시킬 수 있고, 상기 하부모터(236)의 회전수를 기설정된 제 2 설정범위 내에서 가변시킬 수 있다.
더욱 상세히, 상기 제어부(400)는 상기 상부모터(170)의 회전수를 상기 제 1 설정범위의 최소값으로부터 최대값까지 점진적으로 증가시키거나, 상기 제 1 설정범위의 최대값으로부터 최소값까지 점진적으로 감소시킬 수 있다. 마찬가지로, 상기 제어부(400)는 상기 하부모터(236)의 회전수를 상기 제 2 설정범위의 최소값으로부터 최대값까지 점진적으로 증가시키거나, 상기 제 2 설정범위의 최대값으로부터 최소값까지 점진적으로 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 제어부(400)는 상기 상부모터(170)의 회전수 및 상기 하부모터(236)의 회전수의 증가와 감소를 교대로 반복함으로써, 왕복운전을 수행할 수 있다.
상세히, 상기 제어부(400)는 상기 상부모터(170)의 회전수와 상기 하부 팬모터(236)의 회전수를 서로 반비례하게 증가 또는 감소시키는 왕복운전을 통해 상기 본체(20)에서 토출되는 제 3 기류가 상기 에어가이드(180,210)의 상하측 방향으로 왕복하면서 토출되도록 할 수 있다.
즉, 상기 왕복운전 상태에서, 상기 본체(20)로부터 토출되는 제 3 기류는 상기 에어가이드의 상측 및 하측을 왕복하면서 토출될 수 있고, 이에 따라 상기 유동 발생장치가 설치된 공간의 공조효과가 높아짐과 더불어 다 수의 사용자가 제 3 기류에 의해 쾌적함을 느낄 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 왕복운전은 제 1 왕복운전 및 제 2 왕복운전이 교대로 수행될 수 있다.
[제 1 왕복운전]
도 29는 본 발명의 실시예에 따른 유동 발생장치의 제 1 왕복운전 동작을 도시한 도면이다.
도 29를 참조하면, 상기 제어부(400)는 상기 상부모터(170)의 회전수를 상기 제 1 설정범위의 최소값으로부터 최대값까지 점진적으로 증가시킴과 동시에, 상기 하부모터(236)의 회전수를 상기 제 2 설정범위의 최대값으로부터 최소값까지 점진적으로 감소시킴으로써, 제 1 왕복운전을 수행할 수 있다.
상기 제 1 왕복운전 상태에서 상기 제 3 기류의 방향은 상기 에어가이드(180,210)의 상측으로부터 하측으로 일정한 속도로 변화할 수 있다.
아래에서는 상기 제 1 설정범위(상부팬)가 600 내지 1200rpm이고, 상기 제 2 설정범위(하부팬)가 650 내지 1300rpm인 경우를 예로 들어 설명한다.
예를 들어, 도 29의 (a)를 참조하면, 상기 제어부(400)는 상기 상부 팬(130)의 회전속도를 상기 제 1 설정범위의 최소값인 600rpm으로, 상기 하부팬(230)의 회전속도를 상기 제 2 설정범위의 최대값인 1300rpm으로 제어할 수 있다. 이 경우, 상기 제 2 기류의 세기가 상기 제 1 기류의 세기보다 크기 때문에, 상기 본체(20)로부터 토출되는 상기 제 3 기류의 방향은 상기 에어가이드(180,210)의 상측일 수 있다.
이 상태에서, 상기 제어부(400)는 상기 상부팬(130)의 회전속도를 상기 제 1 설정범위의 최대값인 1200rpm까지 일정한 속도로 증가시킴과 동시에, 상기 하부팬(230)의 회전속도를 상기 제 2 설정범위의 최소값인 650rpm까지 일정한 속도로 감소시킴으로써, 상기 제 1 왕복운전으로 제어할 수 있다.
일례로, 도 29의 (a) 상태에서 (b) 상태로 상기 본체(20)가 동작하도록, 상기 제어부(400)는 상기 상부팬(130)의 회전속도를 900rpm으로 증가시킴과 동시에 상기 하부팬(230)의 회전속도를 970rpm으로 감소시켜 상기 제 1 기류와 상기 제 2 기류의 세기가 동일하게 제어함으로써, 상기 제 3 기류가 상기 에어가이드(180,210)의 외측 반경방향(또는 수평방향)으로 토출되도록 할 수 있다. 이때, 상부팬(130)의 크기는 하부팬(230)보다 크기 때문에, 상기 하부팬(230)의 회전속도를 상기 상부팬(130)의 회전속도보다 크게 제어하여 기류가 동일해 지도록 한다. 물론, 이에 따라, 상기 하부모터(236) 및 상부모터(170)의 회전 수도 미리 설정되어 저장될 수 있다.
한편, 도 29의 (b)상태에서 (c) 상태로 상기 본체(20)가 동작하도록, 상기 제어부(400)는 상기 상부팬(130)의 회전속도를 1200rpm으로 증가시킴과 동시에 상기 하부팬(230)의 회전속도를 650rpm으로 감소시킴으로써 상기 제 1 기류의 세기가 상기 제 2 기류의 세기보다 커지도록 제어하여, 상기 제 3 기류가 상기 에어가이드(180,210) 하측으로 토출되도록 할 수 있다.
즉, 상기 제어부(400)는 도 29의 (a), (b) 및 (c) 순서로 상기 제 3 기류의 방향이 상기 본체(20)의 상기 에어가이드(180,210)의 상측에서 하측으로 일정하게 변화하도록 상기 상부모터(170) 및 상기 하부모터의(236) 회전수를 조절할 수 있다.
물론, 상기 상부모터(170)의 회전수를 제 1 설정범위의 최대값으로부터 최소값까지 점진적으로 감소시킴과 동시에, 상기 하부모터(236)의 회전수를 상기 제 2 설정범위의 최소값으로부터 최대값까지 점진적으로 증가시켜 상하 왕복 순서를 바꿔 왕복운전을 수행하는 것도 가능할 것이다.
[제 2 왕복운전]
도 30은 본 발명의 실시예에 따른 유동 발생장치의 제 2 왕복운전 동작을 도시한 도면이다.
도 30을 참조하면, 상기 제 2 왕복운전은, 상기 제 1 왕복운전과 동일하게 상기 제어부(400)는 상기 상부팬(130)의 회전속도를 상기 제 1 설정범위의 최소값으로부터 최대값까지 점진적으로 증가시킴과 동시에, 상기 하부팬(230)의 회전속도를 상기 제 2 설정범위의 최대값으로부터 최소값까지 점진적으로 감소시킴으로써, 왕복운전을 수행할 수 있다. 동시에, 상기 제 2 왕복운전은, 상술한 바와 같이 상기 회전모터(270)가 구동함으로써, 상기 피니언 기어(272) 및 랙 기어(276)의 연동 동작에 의해 상부모듈(100) 및 하부모듈(200)이 일체로 회전할 수 있다.
상기 상부모듈(100) 및 하부모듈(200)의 회전 동작에 대해서는 상술한 상기 구동장치의 설명을 원용한다.
즉, 상기 제어부(400)는 도 30의 (a), (b) 및 (c) 순서로 상기 제 3 기류의 방향이 상기 에어가이드(180,210)의 상측에서 하측으로 일정하게 변화하도록 상기 상부모터(170) 및 상기 하부모터의(236) 회전수를 조절할 수 있고, 동시에, 상기 회전모터(270)의 구동을 제어하여 상부모듈(100) 및 하부모듈(200)이 시계방향(A1) 또는 반시계방향으로 회전하도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 제 1 왕복운전과 상기 제 2 왕복운전이 교대로 수행됨에 따라, 사용자가 원하는 상기 제 3 기류의 토출 방향 제어를 수행할 수 있다.
한편, 이 경우에 상기 제 1 설정범위 및 상기 제 2 설정범위는 상술한 설정범위 값을 원용한다. 이는 상기 제 3 기류의 상방 경사각도 및 하방 경사각도를 동일하게 유지시키기 위함이다.
또한, 상기 제어부(400)는 상기 상부모터(170)의 회전수 변화 속도와 상기 하부모터(236)의 회전수 변화 속도를 일정하게 유지할 수 있다. 이는 상기 본체(20)로부터 토출되는 상기 제 3 기류의 상방 및 하방의 왕복속도를 일정하게 유지시키기 위함이다.
또한, 상기 제어부(400)는 상기 상부모터(170)의 회전수 및 상기 하부모터(236)의 회전수 합이 동일하게 유지되도록 상기 상부모터(170) 및 상기 하부모터(236)의 회전수를 조절함으로써, 상기 본체(20)로부터 토출되는 제 3 기류의 세기가 일정하게 유지될 수 있다.
또한, 상기 상부모터(170)의 회전수 또는 상기 하부모터(236)의 회전수가 커질수록 상기 제 3 기류의 토출세기가 증가할 수 있다. 이는 상기 상부모터(170) 및 상기 하부모터(236)의 회전수가 커지면, 상기 상부팬(130) 및 상기 하부팬(230)의 회전속도가 빨라지기 때문에 발생하는 효과이다.
반대로, 상기 상부모터(170)의 회전수 또는 상기 하부모터(236)의 회전수가 작아질수록 상기 제 3 기류의 토출세기는 감소할 수 있다.
일 예로, 상기 상부모터(170)의 회전수 및 상기 하부모터(236)의 회전수의 합이 1500rpm인 경우에 비해, 상기 상부모터(170)의 회전수 및 상기 하부모터(236)의 회전수의 합이 3000rpm인 경우, 상기 제 3 기류의 세기가 2배정도 증가할 수 있다.
즉, 상기 제어부(400)는 상기 상부모터(170)의 회전수 및 상기 하부모터(236)의 회전수를 증가 또는 감소시킴으로써, 상기 제 3 기류의 토출세기를 제어할 수 있다.
한편, 종래 축류팬을 이용한 유동 발생장치는, 사용자를 향하여 송풍을 강제해야하는 유동 구조상 토출 기류가 인위적으로 느껴지며, 토출되는 기류분포 및 속도를 변동시키는 자연풍 모드에서 기기 자체를 회전시키는 것과 동시에 블레이드의 회전속도를 변경시켜야 한다.
이와 같은 경우, 종래 유동 발생장치는 자연풍 모드에서 기기 자체의 회전에 의해 상대적으로 전력 소비가 증가되는 단점이 있으며, 사용자는 자연적인 바람을 체감하는 것이 아닌 인위적인 바람을 체감하게 되므로 만족도가 낮은 문제가 발생한다.
상술한 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 유동 발생장치(10)는, 자연풍 모드에서 자연 바람의 특성이 반영함으로써 자연 바람을 최대한 모사할 수 있다. 이와 관련하여, 이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 자연풍 모드를 상세히 설명한다.
도 31은 본 발명의 실시예에 따른 유동 발생장치의 자연풍 생성 제어 방법을 도시한 플로우 차트이고, 도 32은 본 발명의 실시예에 따른 유동 발생장치의 자연풍을 생성하기 위한 타겟 그래프를 예시적으로 도시한 도면이며, 도 33은 본 발명의 실시예에 따른 유동 발생장치의 상부팬 및 하부팬의 회전수(RPM)에 따라 기류분포를 보여주는 실험 그래프이고, 도 34는 본 발명의 실시예에 따른 유동 발생장치의 기류속도를 사용자의 좌우 길이 및 높이를 기준으로 측정한 3D 실험 그래프이며, 도 35는 본 발명의 실시예에 따른 유동 발생장치의 자연풍을 생성하기 위한 상하 알피엠(RPM) 시퀀스를 예시적으로 보여주는 그래프이고, 도 36은 본 발명의 실시예에 따른 유동 발생장치의 자연풍과 실제 기준이 되는 자연 바람의 시간 대비 풍속 변화를 비교하는 실험 그래프이다.
도 31 내지 도 36를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유동 발생장치(10)는 자연풍을 생성하는 모드가 입력될 수 있다. 일례로, 사용자의 조작에 의해 자연풍 입력 신호를 전달받은 제어부(400)는, 상부팬(130) 및 하부팬(230)의 회전 속도가 설정된 모드로 변경되도록 제어할 수 있다.(S1)
상기 자연풍 모드가 입력되면, 상기 제어부(400)는 미리 저장된 타겟 그래프를 로드(load)할 수 있다.(S2)
상기 타겟 그래프는, 자연 바람의 특성이 반영된 시간 대비 기류속도로 정의할 수 있다.
상세히, 도 32를 참조하면, 상기 타겟 그래프는, 사람이 쾌적감을 느끼는 시간 구간에서 실제 자연 바람의 기류속도를 측정하여 정의할 수 있다. 일례로, 도 32에서 측정된 실제 설악산의 자연 바람은, 주위 온도는 거의 균일하게 유지되는 조건에서, 산 속의 실험자가 쾌적감을 느끼는 시간 구간(A)에서 자연 바람의 속도 성분을 입체적으로 측정한 것이다.
이때, 상기 시간 구간(A)에서 측정된 자연 바람의 속도 성분은, 고속 퓨리에 변환(fast fourier transform, FFT)을 통해 고주파 성분이 제거되도록 처리할 수 있다.
그리고 상기 고속 퓨리에 변환을 이용하여 고주파 성분이 제거된 진행시간(t) 대비 기류속도(v) 그래프는, 타겟 그래프로 정의되어 상기 유동 발생장치(10)의 저장수단에 저장될 수 있다.
상기 타겟 그래프를 살펴보면, 사용자에게 쾌적감을 줄 수 있는 자연 바람은 시간이 진행되면서 불규칙적인 기류속도 변동 및 기류분포 변동이 제공되어 사용자가 입체적으로 기류를 체감할 수 있는 것이 특징이다.
그러나, 종래 축류팬으로 강제 유동을 발생시키는 유동 발생장치에서는, 사용자에게 직접적으로 송풍을 강제하는 상태에서, 블레이드 모터 회전수 및 기기 자체의 회전으로만 기류속도와 기류분포를 변동시켜 자연풍을 구현하려 하므로, 송풍 패턴이 규칙적이고 기류 또한 규칙적인 패턴을 가지도록 변동되는 단점이 있다. 이에 의하면, 사용자는 자연풍 모드에서 자연적인 바람이라 느끼지 못하고 인위적이고 인공적으로 바람이라 느끼는 문제가 발생한다.
본 발명의 실시예에 따른 사용자는 유동 발생장치(10)는, 상부팬(130) 및 하부팬(230)에서 각각 배출되는 공기가 서로 충돌 또는 혼합되어 사용자에게 토출(제 3 기류)되므로 상술한 종래의 강제적이고 바람이 사용자에게 직접 제공되어 인위적인 바람을 느끼게 되는 문제를 해결할 수 있다.
더하여, 본 발명의 실시예에 따른 유동 발생장치(10)는, 상기 타겟 그래프를 추종하는 기류속도 및 기류분포를 형성하도록 상부팬(130) 및 하부팬(230)의 회전속도를 연속적으로 변동시킬 수 있다. 이에 의하면, 상기 타켓 그래프를 추종하여 제공되는 토출기류는 불규칙적으로 사용자에게 제공될 수 있다.
따라서, 사용자는 신체에 접촉되는 기류가 불규칙적임을 체감하고 상기 유동 발생장치(10)에서 송풍되는 바람을 자연적인 바람과 동등하게 느낄 수 있다.
즉, 상기 타켓 그래프가 로드된 후 상기 제어부(400)는, 상기 타겟 그래프를 추종하는 상하 알피엠(RPM) 시퀀스가 작동하도록 제어할 수 있다.(S3)
여기서, 상하 알피엠(RPM) 시퀀스는, 상기 타겟 그래프를 추종하기 위해 연속적으로 변동되는 상부팬(130) 및 하부팬(230)의 회전속도 조합으로 정의할 수 있다.
그리고 상기 상하 알피엠 시퀀스를 추출하기 위하여, 아래의 표 1에 대응하는 상부팬(130) 및 하부팬(230)의 회전 속도에서 사용자에게 감지되는 기류속도 및 기류분포를 측정할 수 있다.
하부팬 회전속도(RPM)
547 906 1231
상부팬 회전속도(RPM) 464 약/약 약/중 약/강
750 중/약 중/중 중/강
1070 강/약 강/중 강/강
상기 표 1에서 상부팬(130) 및 하부팬(230)의 회전 속도는 일 예시적으로 약, 중, 강으로 구분되도록 제시할 수 있다. 일례로, 상기 상부팬(130)의 회전속도는 464(RPM)에서 약, 750(RPM)에서 중, 1070(RPM)에서 강으로 제공될 수 있다. 그리고 이에 대응되는 하부팬(230)의 회전속도는 547(RPM)에서 약, 906(RPM)에서 중, 1231(RPM)에서 강으로 제공될 수 있다.
도 33을 참조하면, 상기 표 1에서 제시되는 상기 상부팬(130) 및 하부팬(230)의 회전 속도의 조합에 따라, 사용자의 가슴선을 중심선으로 하는 기류속도 및 기류분포의 측정 결과를 그래프로 확인할 수 있다. 상세히, 상기 상부팬(130)의 회전속도가 약이고 상기 하부팬(230)의 회전속도가 약인 조합의 기류분포는, 도 33의 가로 a행, 세로 ㄱ열에 제시된 그래프이다.
한편, 도 33을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유동 발생장치(10)는, 상측에서 하측으로 유동하여 제 1 토출부(25)로 토출되는 공기와 하측에서 상측으로 유동하여 제 2 토출부(27)로 토출되는 공기가 충돌 또는 혼합되어 사용자에게 제공됨되므로, 상기 상부팬(130)과 하부팬(230)의 회전속도 조합에 따라 종래보다 다양하고 입체적인 기류속도 및 기류분포를 제공될 수 있음을 확인할 수 있다.
상세히, 도 33에서 상부팬(130)의 회전속도가 약이고, 하부팬(230)의 회전속도가 강인 조합에서는 사용자 가슴선을 기준으로 우상향으로 기류가 형성된다. 이와 같은 기류의 형성 이유는 상술한 바와 같이 상부모듈(100)과 하부모듈(200)로부터 배출되는 각각의 공기의 방향 때문이다.
즉, 상술한 바와 같이 상기 상부 팬(130)을 통과한 상부 공기가 시계방향으로 회전하면서 상기 제 1 토출가이드부(158)로 이동하는 경우, 상기 상부 공기는 상기 제 1 토출가이드부(158)의 우측면에 의하여 가이드 되어 반경방향으로 토출되고, 상기 하부 팬(230)을 통과한 하부 공기가 반시계방향으로 회전하면서 상기 제 2 토출가이드부(229)로 이동하는 경우, 상기 하부 공기는 상기 제 2 토출가이드부(229)의 좌측면에 의하여 가이드 되어 반경방향으로 토출된다.
따라서, 하부팬(230)의 회전속도(RPM)가 증가할수록 사용자를 기준으로 우측 상방을 향하여 더욱 강한 기류가 제공될 수 있으며, 상부팬(130)의 회전속도(RPM)가 증가할수록 사용자를 기준으로 좌측 하방을 향하여 더욱 강한 기류가 제공될 수 있다.
즉, 상기 유동 발생장치(10)는 상부팬(130)과 하부팬(230)의 회전속도 조합에 따라 입체적이고 다양한 기류속도 및 기류분포를 사용자에게 제공할 수 있다.
한편, 도 34를 참조하면, 상기 상하 알피엠 시퀀스를 추출하기 위하여, 상기 표 1에 대응하는 상부팬(130) 및 하부팬(230)의 회전 속도 조합 중 어느 하나의 실시예에 따른 기류속도를 측정한 입체(3D)그래프를 확인할 수 있다.
상세히, 상기 입체그래프는, 사용자의 가슴선을 기준으로 좌우 길이를 x축, 높이를 y축, 기류속도를 z축으로 정의한다. 그리고 상기 사용자의 좌우 길이 및 높이에 따라 대응되는 기류속도를 연속적으로 이은 입체(3D)그래프를 확인할 수 있다.
여기서, 측정 지점 외의 기류속도는 B-Spline 보간법을 이용하여 추정할 수 있다.
그리고, 상부팬(130) 및 하부팬(230)의 회전속도 조합에 따라 측정된 기류속도는 가슴선 위 평균 풍속으로 계산할 수 있다.
이하의 표 2는, 상기 표 1에서 예시적으로 제시한 상기 상부팬(130) 및 하부팬(230)의 회전속도 조합에 따라 입체적으로 측정된 기류속도를 평균 풍속으로 계산한 결과이다.
상부팬 회전속도/하부팬 회전속도 가슴선 위 평균 풍속(m/s)
1231/547 0.08
750/547 0.13
464/906 0.25
464/1231 0.25
464/547 0.40
750/1231 0.51
1070/906 0.57
750/906 0.66
1070/1231 0.92
도 35를 참조하면, 상기 표 2의 결과를 기초로 작성된 상부팬 회전속도 및 하부팬 회전속도의 연속적인 변동 제어, 즉, 상하 알피엠 시퀀스를 예시적으로 보여준다.
즉, 상기 상하 알피엠 시퀀스에는, 상기 입체적으로 측정된 기류속도를 평균 풍속으로 계산한 결과를 기초로 상기 타겟 그래프를 추종할 수 있도록, 상기 상부팬(130) 및 하부팬(230)이 각각 진행시간(t)에 대응되는 회전속도(RPM)가 정의된다.
그리고, 상기 상하 알피엠 시퀀스에서는, 자연풍 모드 시작부터 작동시간(t1)까지 상부팬(130) 및 하부팬(230)의 회전속도(RPM) 조합이 시간(t)에 따라 연속적으로 변동되도록 정의된다.
이에 의하면, 상기 상하 알피엠 시퀀스는, 상기 타겟 그래프를 추종할 수 있도록, 즉, 상기 타켓 그래프와 동등한 기류가 구현되도록 상기 상부팬(130) 및 하부팬(230)의 회전속도 조합을 시간에 따라 연속적으로 변동시켜 제공할 수 있다.
따라서, 상기 제어부(400)는 상기 상하 알피엠 시퀀스에 따라 상기 상부팬(130) 및 하부팬(230)을 제어함으로써, 작동시간에 따라 기류속도 및 기류분포가 입체적으로 변동되도록 제공되는 유동 발생장치(10)의 토출 기류, 즉, 가장 자연 바람에 근접한 자연풍을 형성할 수 있다.(S4)
도 36(a)는 상술한 실제 자연 바람의 시간에 따른 기류 속도 측정 값이며, 도 36(b)는 상기 유동 발생장치(10)의 자연풍 모드에서 제공하는 시간에 따른 기류 속도 측정 값이다.
도 36(a) 및 도 36(b)를 비교하면, 본 발명의 실시예에 따른 유동 발생장치(10)에서 제공하는 자연풍은, 사용자가 쾌적감을 느끼는 실제 자연 바람을 매우 근접하게 모사하는 것을 확인할 수 있다.
이에 따라, 사용자에게는 상기 유동 발생장치(10)로부터 토출되는 자연풍이 인공적인 바람으로 느껴지지 않고 자연적인 바람으로 느껴질 수 있으므로 사용자의 쾌적감이 보다 향상될 수 있다.

Claims (24)

  1. 상측 공기를 흡입하여 제 1 기류를 생성시키는 상부팬;
    상기 상부팬을 하측에서 수용하며, 상기 흡입된 상측 공기가 배출되는 제 1 토출부를 구비하는 상부팬 하우징;
    하측 공기를 흡입하여 제 2 기류를 생성시키는 하부팬;
    상기 하부팬을 상측에서 수용하며, 상기 흡입된 하측 공기가 배출되는 제 2 토출부를 구비하는 하부팬 하우징;
    상기 상부팬과 하부팬 사이에 위치하며, 상기 제 1 기류 및 제 2 기류가 합쳐진 제 3 기류의 발생을 가이드하는 에어가이드; 및
    상기 하부팬 또는 상부팬의 회전 속도를 제어하여 상기 제 3 기류의 토출방향을 조절하는 제어부를 포함하며,
    상기 제 1 토출부는 상기 유동 가이드부를 기준으로 상기 제 2 토출부와 마주보도록 배치되는 것을 특징으로 하는 유동 발생장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제 2 토출부를 통과하는 공기의 유량이 상기 제 1 토출부를 통과하는 공기의 유량보다 크도록 상기 하부팬 또는 상부팬의 회전속도를 제어하여, 상기 에어가이드의 상측으로 상기 제 3 기류가 향하도록 하는 것을 특징으로 하는 유동 발생장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 하부팬의 회전속도가 상기 상부팬의 회전속도보다 빠르도록 제어하는 것을 특징으로 하는 유동 발생장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제 1 토출부를 통과하는 공기의 유량이 상기 제 2 토출부를 통과하는 공기의 유량보다 크도록 상기 하부팬 또는 상부팬의 회전속도를 제어하여, 상기 에어가이드의 하측으로 상기 제 3 기류가 향하도록 하는 것을 특징으로 하는 유동 발생장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 상부팬의 회전속도가 상기 하부팬의 회전속도보다 빠르도록 제어하는 것을 특징으로 하는 유동 발생장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부팬 하우징의 하측에 위치하는 오리피스; 및
    상기 오리피스에 설치되어 구동력을 제공하는 회전모터를 더 포함하며,
    상기 제 1 토출부 및 상기 제 2 토출부는 상기 회전모터의 구동에 의해 회전 가능한 것을 특징으로 하는 송풍기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부팬에 연결된 상부모터; 및
    상기 하부팬에 연결된 하부모터를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 상부모터 또는 상기 하부모터의 회전 수를 제어하여 상기 제 3 기류의 상하 토출방향을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 유동 발생장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 상부모터의 회전수와 상기 하부모터의 회전수를 서로 반비례하게 증감시켜, 상기 제 3 기류가 상기 에어가이드의 상하 방향으로 왕복하며 토출되도록 하는 것을 특징으로 하는 유동 발생장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 상부팬의 회전속도를 제 1 설정범위 내에서 일정 속도로 증감시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 유동 발생장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 하부팬의 회전속도를 제 2 설정범위 내에서 일정 속도로 증감시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 유동 발생장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 기류의 토출 방향이 외측 반경방향인 경우, 상기 하부팬의 회전속도가 상기 상부팬의 회전속도보다 큰 것을 특징으로 하는 유동 발생장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부팬하우징은 상기 상부팬 외주면의 적어도 어느 일부분과 이격 배치되어 제 1 팬유로를 형성하는 제 1 가이드 벽을 포함하는 유동 발생장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 하부팬 하우징은 상기 하부 팬 외주면의 적어도 어느 일부분과 이격 배치되어 제 2 팬유로를 형성하는 제 2 가이드 벽을 포함하는 유동 발생장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 가이드 벽 및 제 2 가이드 벽은, 일측 하단부로부터 경사지게 연장되는 경사부를 포함하는 유동 발생장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 팬유로 및 제 2 팬유로는 축방향으로 유입된 공기를 원주방향으로 유동하도록 가이드하는 것을 특징으로 하는 유동 발생장치.
  16. 제 13 항에 있어서,
    제 1 팬유로 및 제 2 팬유로의 단면적은 공기의 회전방향을 따라 점진적으로 커지는 것을 특징으로 하는 유동 발생장치.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 가이드 벽의 외측에 상기 제 1 토출부를 따라 하향 경자지게 연장되는 제 1 유동 가이드부를 더 포함하는 유동 발생장치.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 기류는 상기 제 1 기류 및 상기 제 2 기류가 충돌 또는 혼합되어 형성되는 것을 특징으로 하는 유동 발생장치.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 상부팬 및 상기 하부팬의 회전속도가 시간에 따라 연속적으로 변경되도록 제어하여 자연풍을 형성하는 것을 특징으로 하는 유동 발생장치.
  20. 상부팬에 의해 상측 공기를 흡입하여 하측의 제 1 토출부로 배출시키는 상부모듈, 하부팬에 의해 하측 공기를 흡입하여 상측의 제 2 토출부로 배출시키는 하부모듈 및 상기 상부팬과 상기 하부팬의 회전속도를 제어하는 제어부을 포함하는 유동 발생장치에 있어서,
    자연풍 모드가 입력되는 단계;
    자연 바람을 측정한 데이터를 기초로 추출된 타겟 그래프가 로드되는 단계; 및
    상기 타켓 그래프를 추종하도록 상기 상부팬 및 하부팬의 회전속도 조합이 정의되는 상하 알피엠(RPM) 시퀀스가 작동하는 단계를 포함하는 유동 발생장치의 제어방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 타겟 그래프는,
    상기 자연 바람을 측정한 데이터를 고속 퓨리에 변환(FFT)을 통해 고주파 성분이 제거한 것을 특징으로 하는 유동 발생장치의 제어방법.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 타겟 그래프는 시간 대비 기류속도로 정의되는 것을 특징으로 하는 유동 발생장치의 제어방법.
  23. 제 20 항에 있어서,
    상기 상하 알피엠 시퀀스는,
    사용자의 위치에서 감지되는 기류속도가 상기 타겟 그래프에 대응되는 값을 갖도록 상기 상부팬 및 하부팬의 회전속도를 시간에 따라 연속적으로 변경하는 것을 특징으로 하는 유동 발생장치의 제어방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 사용자의 위치에서 감지되는 기류속도는, 사용자의 좌우 길이 및 높이에 대응하는 기류속도의 평균 풍속인 것을 특징으로 하는 유동 발생장치의 제어방법.
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